SE511869C2

SE511869C2 - Machine for pressing pellets

Info

Publication number: SE511869C2
Application number: SE9801275A
Authority: SE
Inventors: Soeren Oeder; Sonny Jonsson
Original assignee: Soeren Oeder; Sonny Jonsson
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-12-06
Also published as: FI20002266A; SE9801275L; WO1999052706A1; AU3738599A; SE9801275D0; NO20005069L; NO20005069D0

Abstract

A machine for the pressing of pellets comprises a block (3) having an upwardly open flute (21) and a plurality of long narrow bores (23) mouthing in the flute, which bores are open at opposite ends and in which pistons (27) are movable to-and-fro so as to compress a fine-grained raw material (15) being fed down into the flute. On the free end of each piston (27) there is a narrow, short tenon (29) which brings about an extraordinary compression of the raw material. When the material is compressed a continuous, strong material string (37) is provided which is fed out from the individual bore (23) and cut in the desired length by means of a cutting device (34).

Description

511 869 Uppfinningens svften och särdrag 2 Föreliggande uppfinning tar sikte pà att undanröja ovan- nämnda nackdelar hos tidigare kända pelleteringsmaskiner och skapa en förbättrad maskin av detta slag. Ett grundläggande J syfte med uppfinningen är därför att skapa en maskin som är li- ten och konstruktivt enkel och därför prisbillig att tillverka och använda, och som ger pelletskroppar med kompakt, tät inre struktur, vilka ej ger upphov till nämnvärd dammbildning varken i samband med själva tillverkningen eller under efterföljande l0 hantering före förbränning. Ännu ett syfte med uppfinningen är att skapa en maskin som trots konstruktiv enkelhet har hög ka- pacitet samtidigt som den kräver ett minimum av energi. Det är även ett syfte att skapa en pelleteringsmaskin som på ett en- kelt sätt medger smältning av smältbara tillsatser i råmateria- I5 let i samband med komprimering av detta. Ävenledes är det ett syfte att skapa en pelleteringsmaskin som förmår framställa likformiga pelletskroppar med önskad, varierbar längd. 511 869 Features and features of the invention 2 The present invention aims to eliminate the above said disadvantages of prior art pelletizing machines and create an improved machine of this kind. A basic The object of the invention is therefore to create a machine which is constructively simple and therefore inexpensive to manufacture and use, and which provides pellet bodies with a compact, dense interior structure, which do not give rise to appreciable dust formation either in connection with the actual production or during subsequent l0 handling before incineration. Yet another object of the invention is to create a machine that, despite constructive simplicity, has a high capacity while requiring a minimum of energy. It is also an object of creating a pelletizing machine which on a melting of digestible additives in raw materials I5 let in connection with compression of this. Also, it is one purpose of creating a pelletizing machine capable of producing uniform pellet bodies with desired, variable length.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravet l. För- 20 delaktiga utföranden av uppfinningen är vidare definierade i de k) KJ! osjälvständiga patentkraven.According to the invention, at least the basics are achieved the purpose by means of the features set out in claim 1. Participating embodiments of the invention are further defined in the k) KJ! dependent claims.

Kort beskrivning av teknikens ståndpunkt En maskin av ingressvis angivet slag är tidigare känd genom DE 350 619. De kolvar som ingår i denna maskin saknar emellertid tappar på sina fria ändar, varför maskinen ej förmår åstadkomma presslingar med den kompakta täthet som ernäs me- delst den uppfinningsenliga maskinen. Ej heller inbegriper den kända maskinen något efter blocket anordnat kapdon för kapning 0 av utmatade, extremt hållfasta materialsträngar. Av dessa skäl b) lämpar sig den kända maskinen ej för framställning av kompakta pelletskroppar.Brief description of the state of the art A machine of the type specified in the preamble is previously known by DE 350 619. The pistons included in this machine are missing however, it loses its free ends, so the machine is unable to achieve pressings with the compact density obtained by partly the inventive machine. Nor does it include it known machine slightly after the block arranged cutter for cutting 0 of discharged, extremely strong material strings. For these reasons b) the known machine is not suitable for the production of compact pellet bodies.

Kort beskrivning av bifogade ritningar På ritningarna är: Fig 1 en delvis skuren sidovy visande en maskin enligt uppfin- U! ningen i dess helhet, Pig 2 en partiell planvy ovanifrån visande en i maskinen ingå- ende drivmekanism, \J| p) (J: s 511 869 Pig 3 en partiell perspektivvy visande ett för uppfinningen karakteristiskt block ingående i maskinen, Pig 4 en längdsektion visande nämnda block jämte en i ett lopp i detta rörlig kolv i ett första ändläge före en press- ningsoperation, Pig 5 en analog längdsektion visande samma kolv i ett andra ändläge efter verkställd pressningsoperation, Pig 6 en delvis skuren planvy ovanifrån av blocket enligt fig 3-5, Pig 7 en förstorad sektion visande beskaffenheten hos ett en- skilt lopp ingående i blocket, Pig 8 en partiell perspektivvy illustrerande strukturen hos en i ett lopp formad råmaterialsträng, och Pig 9 en perspektivvy illustrerande ett antal i maskinen fär- digtillverkade pelletskroppar.Brief description of the accompanying drawings The drawings are: Fig. 1 is a partially cut-away side view showing a machine according to the invention; U! in its entirety, Fig. 2 is a partial plan view from above showing one included in the machine. end drive mechanism, \ J | p) (J: s 511 869 Fig. 3 is a partial perspective view showing one for the invention characteristic block included in the machine, Fig. 4 shows a longitudinal section showing said block together with one in a race in this movable piston in a first end position before a press operation, Fig. 5 shows an analogous longitudinal section showing the same piston in a second end position after pressing operation performed, Fig. 6 is a partially cut-away plan view from above of the block according to fig 3-5, Fig. 7 is an enlarged section showing the nature of a single separate race included in the block, Fig. 8 is a partial perspective view illustrating the structure of a in a barrel formed raw material string, and Fig. 9 is a perspective view illustrating a number of dough-made pellet bodies.

Detaljerad beskrivninq av ett föredraget utförande av uppfin- ningen Den i fig 1 och 2 visade maskinen innefattar ett bärande bord eller stativ 1 på vilket finns ett stativ 2 för ett block 3 och en rörlig slid 4 vilken via en i sin helhet med 5 beteck- nad drivmekanism är rörlig fram och åter. I det föredragna ut- förandet inbegriper mekanismen 5 en vevsläng 6 vars ena ände är ledat förbunden med sliden 4 och vars motsatta ände är lagrad på en excenterkropp 7, vilken är vridstyvt förbunden med en ro- terbar axel 8 med vilken även är förbundet ett balanshjul 9.Detailed Description of a Preferred Embodiment of the Invention ningen The machine shown in Figs. 1 and 2 comprises a carrier table or stand 1 on which there is a stand 2 for a block 3 and a movable slide 4 which via a in its entirety with 5 denotes drive mechanism is reciprocating. In the preferred embodiment, the mechanism 5 comprises a crank hose 6 one end of which is articulated connected to the slide 4 and the opposite end of which is mounted on an eccentric body 7, which is torsionally rigidly connected to a shaft 8 with which a balance wheel 9 is also connected.

Axeln 8 är roterbar med hjälp av en motor 10, t ex en elmotor, närmare bestämt via en transmission 11 i form av en kedja, en kuggrem eller liknande. Pà en bärare 12 är monterad en uppåt öppen ficka 13 i vilken råmaterial kan tappas uppifrån. I fick- ans botten verkar en transportskruv 14 med vars hjälp råmateri- alet 15 kan matas ut över och falla ned i en trattkonstruktion 16. Såsom framgår av fig 4 och 5 är trattkonstruktionen 16 mon- terad ovanpå ett schakt 17 pà ovansidan av blocket 3. I schak- tet 17 finns en på en roterbar axel 19 anbragt vinge 20. Såsom framgår av fig 1 är axeln 19 jämte tillhörande vinge 20 roter- bar medelst en andra transmission 11' som är ansluten till ax- eln 8. Med andra ord är axlarna 19 och 8 roterbara medelst en och samma drivkälla, nämligen motorn 10.The shaft 8 is rotatable by means of a motor 10, for example an electric motor, more specifically via a transmission 11 in the form of a chain, a timing belt or similar. An upwardly mounted one is mounted on a carrier 12 open pocket 13 in which raw material can be dropped from above. In the pocket at the bottom of the shaft, a transport screw 14 acts by means of which the raw material alet 15 can be discharged over and fall into a funnel structure 16. As can be seen from Figures 4 and 5, the funnel structure 16 is mounted. located on top of a shaft 17 at the top of the block 3. In the shaft 17 there is a wing 20 mounted on a rotatable shaft 19. Such as As can be seen from Fig. 1, the shaft 19 together with the associated wing 20 is rotated. bar by means of a second transmission 11 'which is connected to eln 8. In other words, the shafts 19 and 8 are rotatable by means of a and the same drive source, namely the motor 10.

U\ IQ 'Ju DJ (Ju 511 869 4 Nu hänvisas till fig 3-7 som åskådliggör den uppfin- ningsenliga maskinens mest vitala komponenter.U \ IQ 'Ju DJ (Ju 511 869 4 Referring now to Figures 3-7 which illustrate the invention, the most vital components of the machine.

Blocket 3 har parallellepipedisk grundform och uppvisar en uppåt öppen ränna 21. I det parti av blocket som sträcker sig mellan rännan 21 och en bakre ändyta 22 är urtagna ett flertal sinsemellan åtskilda lopp, generellt betecknade 23.Block 3 has a parallelepipedic basic shape and has an upwardly open gutter 21. In the portion of the block that extends between the groove 21 and a rear end surface 22 are recessed one several separate races, generally designated 23.

Närmare bestämt sträcker sig varje enskilt lopp 23 i rät vinkel mot rännan 21 och uppvisar motsatta öppningar eller mynningar 24 resp. 25 (se fig 7). Ett motsvarande antal sekundära lopp 26 är urtagna i ett parti av blocket som avgränsas mellan rännan 21 och en främre ändyta 22' på blocket. I dessa lopp 26 är an- ordnade ett antal åtskilda, stavartade kolvar 27 vilkas tvär- sni tsform - i likhet med loppens tvärsnittsform - med fördel, ehuru ej nödvändigtvis, är cirkulär. Vid sin ena ände är de olika kolvarna 27 stadigvarande förenade med ett med sliden 4 förbundet tvärstycke 28. Kolvarna 27 medföljer sålunda sliden 4 i dennas fram- och återgående rörelser.More specifically, each individual race 23 extends at right angles towards the gutter 21 and has opposite openings or mouths 24 resp. 25 (see Fig. 7). A corresponding number of secondary races 26 are recessed in a portion of the block bounded between the gutter 21 and a front end surface 22 'on the block. In these races 26, arranged a number of spaced apart, rod-shaped pistons 27 whose transverse cut shape - similar to the cross-sectional shape of the flea - with advantage, although not necessarily, is circular. At one end they are different pistons 27 permanently joined to one with the slide 4 connected crosspiece 28. The pistons 27 thus accompany the slide 4 in its reciprocating movements.

På den enskilda kolvens 27 fria ände är anordnad en smal, utskjutande tapp 29. Närmare bestämt har tappen 29 i lik- het med kolven rotationssymmetrisk, lämpligen cylindrisk form, varvid densamma är centralt placerad på kolvens ändyta och sträcker sig i rät vinkel mot denna yta. Ehuru längden på tap- pen 29 kan variera inom ett begränsat område bör densamma ej vara större än högst 1,5 à 2 gånger kolvens diameter.On the free end of the individual piston 27 is arranged one narrow, projecting pin 29. More specifically, the pin 29 in the same with the piston rotationally symmetrical, preferably cylindrical shape, the same being centrally located on the end face of the piston and extends at right angles to this surface. Although the length of tap- pen 29 may vary within a limited range should the same not be greater than 1.5 to 2 times the diameter of the piston.

Såsom framgår av fig 7 är det enskilda kolvloppet 23 ut- format med en jämförelsevis vid inloppssektion 30 vars diameter i huvudsak överensstämmer med den enskilda kolvens ytterdia- meter. Via en avsmalnande eller konvergerande mellansektion 31 övergår den vida sektionen 30 i en smalare, cylinderformad ut- loppssektion 32. Denna smala eller trånga utloppssektion är be- tydligt längre än den vidare inloppssektionen 30. I praktiken kan utloppssektionen 32 uppta 50-80, företrädesvis 70-75% av loppets totala längd.As can be seen from Fig. 7, the individual piston race 23 is formed with a comparator at inlet section 30 whose diameter essentially corresponds to the outer diameter of the individual piston meter. Via a tapered or converging intermediate section 31 the wide section 30 merges into a narrower, cylindrical outlet section 32. This narrow or narrow outlet section is clearly longer than the wider inlet section 30. In practice the outlet section 32 may occupy 50-80%, preferably 70-75% of the total length of the race.

I blocket 3 är inbyggt ett eller flera medel 33 för in- vändig värmning av blocket. Dessa medel kan utgöras av elek- triska värmestavar eller kanaler för ett värmebärande medium som får genomströmma kanalerna. Med hjälp av dessa medel är det möjligt att hetta upp det råmaterial som passerar genom loppen till en temperatur vid vilken tillsatser såsom termoplast (t ex b.) KJ: 5 511 869 från rivna förpackningar) smälter och binder fibrer och andra fasta beståndsdelar i ràmaterialet.In block 3, one or more means 33 for incorporating internal heating of the block. These funds may consist of thermal heating rods or ducts for a heat-carrying medium which are allowed to flow through the channels. With the help of these funds it is possible to heat the raw material that passes through the races to a temperature at which additives such as thermoplastic (e.g. b.) KJ: 5,511,869 from torn packages) melts and binds fibers and others solids in the raw material.

I fig 4 och 5 visas hurusom ett kapdon 34 är anordnat i anslutning till blockets 3 ändyta 22 och de däri mynnande lop- pen 23. I det visade exemplet utgörs kapdonet 34 av en roterbar axel på vilken är anbragt en radiell vinge 35. Genom att in- ställa och synkronisera varvtalet hos axeln 34 i förhållande till drivaxelns 8 varvtal kan pelletskroppar med önskad längd avkapas från de materialsträngar som matas ut ur loppen.Figures 4 and 5 show how a cutter 34 is arranged in connection to the end surface 22 of the block 3 and the openings therein pin 23. In the example shown, the cutter 34 is a rotatable shaft on which a radial wing 35 is mounted. set and synchronize the speed of the shaft 34 in relation to the speed of the drive shaft 8 can be pellet bodies of the desired length cut off from the material strands fed out of the barrels.

I praktiken kan de enskilda loppen ha en längd inom om- rådet 90-100 mm, varvid inloppssektionen 30 har en längd av 16- 20 mm och en diameter av ca 10 mm. I sistnämnda fall har den smalare utmatningssektionen en diameter av ca 7 mm. Härvid kan tappen 29 på den enskilda kolvens ändyta ha en diameter av ca 3 mm och en längd av 3-4 mm. Slidens 4 - och därmed kolvarnas 27 - slaglängd kan samtidigt uppgå till ca 40 mm.In practice, the individual races can have a length within 90-100 mm, the inlet section 30 having a length of 16- 20 mm and a diameter of about 10 mm. In the latter case, it has narrower discharge section a diameter of about 7 mm. Hereby can the pin 29 on the end face of the individual piston has a diameter of about 3 mm and a length of 3-4 mm. Slide 4 - and thus the pistons 27 - stroke can at the same time amount to about 40 mm.

I det visade exemplet uppgår antalet kolvar jämte till- hörande lopp till femton. Ehuru detta antal kan variera bör detsamma ligga inom området 10-20 för att säkerställa ett jäm- förelsevis lågt effektbehov hos motorn 10.In the example shown, the number of flasks plus belonging race to fifteen. Although this number may vary should the same should be in the range 10-20 to ensure an even relatively low power requirement of the engine 10.

Den uoofinninqsenliga maskinens funktion och fördelar Under drift arbetar maskinens motor 10 kontinuerligt samtidigt som råmaterial i form av sågspån jämte eventuella tillsatser tillförs till fickan 13, antingen satsvis eller kon- tinuerligt. Med hjälp av transportskruven 14 (som drivs medelst en separat drivkälla 36) matas rámaterialet i ett jämnt flöde ned i tratten 16 och schaktet 17. Den roterbara matarvingen 20 säkerställer att det i schaktet 17 ankommande materialet förs ned i rännans 21 bottenutrymme och tvingas in i de öppna in- loppssektionerna 30 i loppen 23 då kolvarna befinner sig i re- turfas.The function and advantages of the undefined machine During operation, the engine 10 of the machine operates continuously at the same time as raw materials in the form of sawdust as well as any additives are added to the pocket 13, either batchwise or concretely. tinuerligt. By means of the transport screw 14 (which is driven by means of a separate drive source 36) is fed to the raw material in a uniform flow down into the funnel 16 and the shaft 17. The rotatable feed wing 20 ensures that the material arriving in the shaft 17 is conveyed down into the bottom space of the gutter 21 and is forced into the open the race sections 30 in the races 23 when the pistons are in the turfas.

Kolvarna 27 är rörliga mellan första och andra ändlägen.The pistons 27 are movable between first and second end positions.

I det första ändläge som visas i fig 4 är kolvens fria ände tillbakadragen så att rännans bottenutrymme friläggs. Detta in- nebär att det av Vingen 20 nedtvingade råmaterialet fyller ut bottenutrymmet. Från det första ändläget enligt fig 4 förs den enskilda kolven till sitt motsatta, andra ändläge enligt fig 5 då drivaxeln 8 bringas att rotera ett halvt varv. Under detta U! b) Un 511 869 6 arbetsslag medbringas råmaterialet i rännans bottenutrymme in i tillhörande lopp i vilket redan finns en med 37 betecknad, komprimerad materialsträng. Det sålunda medförda råmaterialet kommer under detta arbetsslag att komprimeras dels genom att tryckas ihop i axiell riktning, dels även genom radiell kompri- mering i den koniskt avsmalnande mellansektionen 31 i loppet 23. Härvid kommer den centrala, smala tappen 29 på kolvens ändyta att åstadkomma en kraftigt accentuerad komprimering i materialsträngens centrala parti under bildande av en förstärkt kärna 38 (se fig 8) med extraordinärt stor täthet. Utförda för- sök har visat att denna förstärkta kärna förlänar strängen en sådan styrka att strängen skulle kunna matas ut ur tillhörande lopp med en mycket lång fribärande längd. För att förfärdiga pelletskroppar med kommersiellt önskvärd längd om ca 10 mm är det därför nödvändigt att på mekanisk väg kapa eller klippa av de utmatade strängarna, närmare bestämt med hjälp av kapdonet 34. Genom att de utmatade materialsträngarna har kompakt eller tät inre struktur sker denna kapning i snittytor ur vilka en- skilda fibrer eller beståndsdelar ej lösgörs i nämnvärd mängd.In the first end position shown in Fig. 4 is the free end of the piston retracted so that the bottom space of the gutter is exposed. This in- means that the raw material forced by the Wing 20 fills in the bottom space. From the first end position according to Fig. 4 it is moved the individual piston to its opposite, second end position according to Fig. 5 when the drive shaft 8 is caused to rotate half a revolution. During this U! b) Un 511 869 6 work stroke, the raw material is brought into the bottom space of the gutter into associated race in which there is already one with 37 designated, compressed material string. The raw material thus entrained will during this work be compressed partly by compressed in the axial direction, partly also by radial compression in the conically tapered intermediate section 31 in the barrel 23. Here comes the central, narrow pin 29 on the piston end surface to achieve a strongly accentuated compression in the central portion of the material strand while forming a reinforced one core 38 (see Fig. 8) with extraordinarily high density. Performed search has shown that this reinforced core imparts the string to one such strength that the string could be ejected from the associated races with a very long cantilever length. To finish pellet bodies with a commercially desirable length of about 10 mm are it is therefore necessary to mechanically cut or cut the discharged strings, more specifically by means of the cutter 34. Because the discharged material strings have a compact or dense internal structure, this cutting takes place in cut surfaces from which different fibers or constituents are not released in significant amounts.

Med andra ord sker formningen av de enskilda pelletskropparna 39 (se fig 9) utan besvärande dammbildning. Härtill kommer att de avskilda pelletskropparna bibehåller sin kompakta struktur även efter tillverkning; något som innebär att besvärande damm- bildning ej heller uppstår under efterföljande hantering i form av transport, lagring resp. laddning av brännare.In other words, the shaping of the individual pellet bodies takes place 39 (see Fig. 9) without troublesome dust formation. In addition, the separated pellet bodies retain their compact structure even after manufacture; which means that troublesome dust formation also does not occur during subsequent handling in the form of transport, storage resp. charging of burners.

En annan fördel med den uppfinningsenliga maskinen - vid sidan av ovannämnda dammfrihet - är att maskinen är liten och konstruktivt enkel. Av detta skäl kan maskinen tillverkas och säljas till en låg kostnad, varför densamma låter sig inköpas och användas av småskaliga avnämare, t ex enskilda jord- och skogsbrukare, små kooperativ, små eller medelstora sågverk el- ler andra fysiska eller juridiska personer som disponerar be- gränsade geografiska områden för leverans av erforderligt råma- terial.Another advantage of the machine according to the invention - at side of the above dust freedom - is that the machine is small and constructively simple. For this reason, the machine can be manufactured and sold at a low cost, which is why it can be purchased and used by small-scale customers, such as individual earth and foresters, small cooperatives, small or medium-sized sawmills or other natural or legal persons disposing of limited geographical areas for the supply of the necessary raw materials terial.

Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen år ej begränsad blott till det beskrivna och på ritningarna visade utförandet. Ehuru den med balans- hjulsförsedd axel och excenterlagrad vevsläng utförda drivmeka- 7 511 869 nismen för slidens och kolvarnas fram- och àtergàende rörelse föredras i praktiken är det sålunda tänkbart att driva kolvarna på annat godtyckligt sätt. Det är även möjligt att använda andra medel än en större ficka och en transportskruv för råma- terialets frammatning till kolvblockets uppåt öppna mottagar- ränna.Possible modifications of the invention The invention is not limited only to what is described and in the drawings the embodiment showed. Although the one with balance wheeled axle and eccentrically mounted crankcase made drive mechanics 7,511,869 mechanism for the reciprocating movement of the slide and pistons is preferred in practice, it is thus conceivable to drive the pistons in any other way. It is also possible to use means other than a larger pocket and a transport screw for raw feed of the material to the upwardly open receiver of the piston block. chute.

Claims

Un (Ju k) (J: b) LJ »511 869 s Patentkrav

A machine for pressing pellets, comprising a block (3) with an upwardly open groove (21) and a plurality of longitudinally narrow grooves (23) opening in the groove, which are open at opposite ends and in which pistons (27) are movable back and forth, more precisely between a first end position in which a front end of the individual piston is retracted while exposing a bottom space in the gutter (21) so that fine-grained raw material (15) can fall into it, and a second, fully extended end position in which the front end of the piston is inserted a piece into an associated barrel (23) in order to compress the raw material therein into a continuous string (37), which can be fed out of the barrel via a outlet opening (25), characterized in that the individual passage (23) is formed with a wide inlet section (30), the cross-sectional area of which substantially corresponds to the cross-sectional area of the piston (27), and which via one of the material strands ( 37) feed direction converging intermediate section (31) passes into a narrower outlet section (32), that on the free end of the individual piston (27) a narrow, projecting pin (29) is arranged, and that in connection with the outlet mouths (25) of the barrels (23) a means (34, 35) for cutting material strands (37) discharged from the barrels into individual pellet bodies (39) of desired, uniform length.

Machine according to claim 1, characterized in that the pistons (27) are arranged on a common part (28) of a slide (4) which is articulated connected to a crank hose (6), which is connected to and mounted relative to an eccentric body (7) on a shaft (8) provided with a balance wheel (9) which is rotatable by means of a motor (10) via a transmission (11).

3. A machine according to claim 1 or 2, characterized in that in the block (3) are built-in means (33) for internal heating of the block and thus the raw material which is compressed in said barrel (23).

Machine according to one of the preceding claims, characterized in that above the groove (21) there is a shaft (17) receiving the raw material 9 511 869 (15) in which there are means (20) for mechanically forcing it into the shaft and the gutter arriving at the raw material in the barrels (23).

5. A machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the length of the pin (29) is at most 2 times as large as the diameter of the piston.