生物質(zhì)原料在環(huán)模式成型顆粒機(jī)中的擠壓成型過程是：原料由喂料機(jī)構(gòu)進(jìn)入喂料倉，在滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌下逐漸被再粉碎、摩擦生熱、升溫。同時(shí)因喂人輪在自轉(zhuǎn)，在其和環(huán)槽之間的間隙處就形成了3～5 mm的原料緊實(shí)層，隨著原料喂人層的加厚，溫度升高，原料粒子間間隙減小，正壓力增大，原料緊實(shí)層很快被擠進(jìn)成型腔，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)如下圖所示：
進(jìn)入成型腔后的成型過程和成型顆粒機(jī)理理論上與棒狀、平模是相同的。但實(shí)際上因環(huán)模成型腔金屬加工的難度較大，特別是顆粒狀小孔專用刀具需要進(jìn)口，因此不可能加工出成型段有成型角的符合理論要求的成型筒來，而是采用了飼料加工的辦法，加工成直孔，環(huán)模盤的厚度不可能滿足預(yù)壓、成型和保型的總體要求，尤其是沒有足夠長的保型段。這就是我國環(huán)模成型燃料表面質(zhì)量不高的重要原因。20世紀(jì)90年代我國從加拿大引進(jìn)了塊狀飼料環(huán)模加工機(jī)械，21世紀(jì)初被改造成主要解決秸稈成型燃料問題的環(huán)模燃料成型顆粒機(jī)。以立式、雙輪滾壓為主，成型腔是兩個(gè)半槽組合成的。其受力過程與前述基本相同。
2、燃料成型過程受力分析
原料進(jìn)入成型顆粒機(jī)后，首先分布在壓輥和環(huán)模之間。當(dāng)壓輥和環(huán)模旋轉(zhuǎn)時(shí)，原料與其接觸的表面會(huì)受到與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的摩擦力的作用，在該力作用下，原料與壓輥和環(huán)模間有對的滑動(dòng)，原料會(huì)沿著旋轉(zhuǎn)方向向前滑動(dòng)，同時(shí)，摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，使得原料內(nèi)的溫度升高，原料軟化，流動(dòng)性增強(qiáng)；此時(shí)，壓輥和環(huán)模對原料還有壓力作用，在該壓力作用下，原料被不斷地壓縮，同時(shí)由于木質(zhì)素受熱軟化，原料內(nèi)部在壓力的作用下不斷地黏結(jié)在一起，很快由松散的狀態(tài)被壓縮成一定的形狀，并被壓人環(huán)模中。在環(huán)模中的原料進(jìn)一步受到摩擦力和壓力的作用，其體積不斷縮小，內(nèi)部黏性力不斷增強(qiáng)，成為成型燃料，并被后來進(jìn)來的物料推擠出環(huán)模，被切割后成為一定形狀和長度的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品。
臥式環(huán)模成型設(shè)備中環(huán)模和壓輥間的原料受力分析圖，與臥式環(huán)模成型設(shè)備比較，立式環(huán)模成型設(shè)備中原料在環(huán)模和壓輥間的受力與其基本相同，只是重力作用面不同'在臥式環(huán)模中重力G與其他的壓力、摩擦力均作用在同一個(gè)表面上；而立式環(huán)模中，重力G作用在垂直面上，而其他的壓力、摩擦力及慣性力則作用在水平面上。
從圖5.8可以發(fā)現(xiàn)，原料與壓輥接觸的一面，受到壓輥的摩擦力Fi和壓力F2的作用，模盤面摩擦力F3和壓力F4的作用，以及重力G的作用。在臥式環(huán)模成型顆粒機(jī)上，原料受到的重力G需要由力F，和F4的分力來進(jìn)行平衡，而對于不與壓輥和環(huán)模接觸的原料，受到與壓輥和環(huán)模接觸物料傳遞的力的作用，且這些作用力與物料離壓輥和環(huán)模距離的增加而減弱。因此，在原料沒進(jìn)入成型孔之前，在垂直方向上，物料受到的力是很不均勻的，使得在環(huán)模的上下部位燃料的產(chǎn)率存在很大差別。導(dǎo)致上部物料環(huán)模的正上方施加在燃料上的有效正壓力最小，有效進(jìn)入成型孔的原料量最小，因此經(jīng)常堵塞，或不出料，正下方滾輪的有效正壓力最大，燃料出料比較順，產(chǎn)量大，其他方向的出力與G和滾輪正壓力的夾角直接相關(guān)。這就是臥式環(huán)模成型顆粒機(jī)逐步被淘汰的重要原因。
在立式環(huán)模成型顆粒機(jī)中，環(huán)模內(nèi)物料受到的重力位于豎直方向上，而其他各力均作用于水平方向上。物料在整個(gè)環(huán)模內(nèi)的分布不受除重力外的其他作用力影響，即在整個(gè)盤面的平面上，影響原料分布的力是均勻的。因此，不存在臥式環(huán)模機(jī)存在的上述問題。
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