книги из ГПНТБ / Власов В.П. Технология производства кускового торфа [учеб. пособие]

Четвертой скорости (46Ö м/ч) составляла примерно 20 м5 сфрезе-

рованной торфяной залежи.

При продолжительности сезона добычи в центральных обла­ стях страны 95—100 рабочих дней сезонная производительность машины МПДК-3 достигала 5000 т воздушно-сухого торфа. Опти­ мальная влажность фрезеруемого слоя была в пределах 78—82%■

фрезы и щелевого пресса машины КДН-2 показана на рис. 41. Диаметр фрезы по концам ножей был равен 650 мм; частота вра­ щения фрезы 800 об/мин; окружная скорость 27 м/с. По образую­

Ротор щелевого пресса представлял собой находящийся вну­ три корпуса цилиндр с расположенными перпендикулярно его оси семью дисками. Диски образовывали между собой узкие щели шириной 30 мм и глубиной 80 мм. Отверстия в дисках способство­ вали сцеплению торфяной массы, с поверхностью дисков. Торфяная крошка, попавшая через загрузочное отверстие в щели, враща­ лась вместе с ротором. Частота вращения ротора 105 об/мин. Встретив на своем пути преграду (съемник), торфяная масса уплотнялась и через разгрузочное отверстие в корпусе поступала в мундштуки пресса, в один мундштук из трех щелей; число мунд­ штуков было равно двум. Сформованные куски выходили из

80

ftpëcca в направлении, перпендикулярном движению трактора, и, отламываясь от выходящей из мундштука ленты, падали на поле.

76—82%' составляло около 3 кгс/см2. При меньшем противодавле­ нии прочность кусков была недостаточной. Цилиндрическое отвер­ стие мундштука имело наибольший диаметр 100 мм. Как у маши­ ны МПДК-3, мундштуки машины КДН-2 были снабжены стерж­ нями для получения кусков с отверстиями и резиновыми* насад­ ками, улучшающими формование.

Недостатком машины КДН-2, обнаружившимся при ее испы­ тании на хорошо осушенных полях, являлось нарушение устойчи­ вой работы из-за появления в хорошую погоду сухого торфа в самом верхнем слое фрезеруемого сегмента. При попадании в пресс сухого торфа продукция получалась пониженной прочно­ сти— в момент падения'на поле куски разваливались.

Во время экспериментальных работ институт модернизировал машину, снабдив ее дополнительным механизмом •— ковшовой цепыо, с помощью которой, как и у машины МПДК-3, сухая крош­ ка отбрасывалась от фрезы в сторону, к месту падения из мунд­ штуков сформованных кусков. Толщина снимаемого слоя была также равна 50 мм. Эта машина получила название КДН-2М [27].

Н. В. Чураев [28] исследовал переработку торфа фрезформо-

ность).

Т а б л и ц а 16

П оказатели переработки

Таким образом, щелевой пресс не только формовал торфяную массу, но и дополнительно перерабатывал ее.

Максимальная производительность машины КДІТ-2 за час чи­ стой работы составила около 24 м3.

В 1959 г. в производственных условиях была испытана фрезформовочная машина МКТ-3 по производству кускового торфа, созданная Институтом торфа АН БССР [29]. В этой машине при­ влекает внимание принцип разработки торфяной залежи — щеле­ вое фрезерование. Торф извлекался дисковыми пилами, внедряю­ щимися в торфяную залежь на глубину до 250 мм. Таким обра­ зом достигалась влажность торфа, достаточная для формования его в прочные куски. Ширина выемки (щели) 15 мм. Щели за­ крывались (сдавливались) под тяжестью опорного катка.

Машина испытывалась на верховом пушицево-сфагновом торфе степенью разложения 25—30%, влажностью 73—78%; пнистость торфяной залежи достигала 2—3%- Результат испытания МКТ-3 был положительным. Принцип щелевого фрезерования оказался практически приемлемым, а машина в целом — работоспособной. Принцип фрезерования торфяной залежи дисковыми фрезами не являлся тогда новым. С помощью дисковой фрезы в торфяном грунте на глубину 0,9 м создавалась щель (дрена) при дрениро­ вании торфяной залежи дренажной машиной ДДМ-5, появив­ шейся на полях торфяных предприятий в 1943 г.

Схема машины МКТ-3 приведена на рис. 42. Фреза 1 закры­ та кожухом 2, опирающимся на лыжу, копирующую поверхность торфяной залежи. Как п в других машинах, кожух имел два на­ значения: обеспечивал нужное направление потока сфрезерован-

в напорный шнек 5. Последний нагнетал ее в двенадцатиручей­ ный мундштук 6. Выходившая из мундштука торфяная масса в продольном направлении разрезалась пассивными дисковыми но­ жами 7, а в поперечном— лопастями пассивного трехсекционного роторного секача 8. Торфяные куски опускались на поверхность по­ ля сушки по откладчику 9. Дисковые пилы располагались на рас­ стоянии ПО мм одна от другой. Максимальная глубина фрезеро­ вания 250 мм, число дисковых пил 8. Ширина выходного отвер­

Количество торфяной залежи, извлекавшейся дисковыми пи­ лами машины МКТ-3 на площади 1 га нетто, составляло около 200 м3. Небольшая высота выстилавшихся кусков (40 мм) спо­ собствовала быстрой их сушке. Продолжительность последней; по данным Института торфа АН БССР, при одной ворочке состав­ ляла 4 дня.

82

В 1959 и i960 гг. был испытан комбайн КДК.Т конструкций ЦКБ Госплана УССР. Эта машина извлекала торф из залежи по принципу щелевого фрезерования [30]. КДКТ — (комбайн для добычи кускового торфа) — самоходная гусеничная машина, пред­ назначавшаяся для экскавации торфа, формования торфяной мас­ сы и стилки торфяных кусков.

Экскавирующее устройство комбайна — бар, состоявший из двух втулочно-роликовых цепей с приваренными к их наружным пластинкам скребками. В рабочем положении цепи бара находи­ лись в плоскости, перпендикулярной направлению рабочего хода машины. Цепи выфрезеровывали торфяную залежь по двум сто­ ронам треугольника, подрезанный торфяной клин садился своими гранями на стенки выфрезеровываемой щели.

Стилка торфа производилась двумя стилочными аппаратами, каждый из которых имел восьмиручейный мундштук. Как и при экскаваторном способе добычи, лента разделялась на отсеки ло­ пастями пассивного колеса. Выстилалось сразу 16 ручьев.

6* 83

Создав фрезформовочные машины МПДК-3 и КДН-2, Москов­ ский торфяной институт в 1957 г. продолжал исследовательские работы по производству кускового торфа фрезформовочным спо­ собом [31, 32, 41]. Было взято направление на получение так на­ зываемого мелкого куска. При выборе диаметра куска были при­ няты во внимание условия: чтобы сушка торфа протекала наибо­ лее эффективно и чтобы кусок обладал необходимой прочностью.

Исследования показали, что этим условиям удовлетворяет ку­ сок диаметром 40—60 мм.

В 1958 г. на торфяном предприятии Васильевский мох Кали­ нинский филиал ВНИИТП испытал фрезформовочную машину ДПК-0. Прицепная к трактору ДТ-54 машина имела цилиндриче­ скую фрезу для фрезерования слоя торфяной залежи толщиной 60 мм на полосе шириной 900 мм и шиберный формователь, спо­ собный протолкнуть торф через мундштук при достаточно боль­ шом противодавлении. Продукция получалась плохого качества. Неудача была следствием низкой влажности фрезеруемого верх­ него слоя торфяной залежи.

Калининский филиал ВНИИТП отказался от продолжения ра­ бот по созданию фрезформовочной машины с послойным фрезеро­ ванием и выбрал принцип разработки торфяной залежи, назван­ ный поверхностно-глубинным, осуществляемый с помощью диско­ вой фрезы.

Более 10 лет Калининский филиал ВНИИТП работал над ма­ шинами фрезформовочного способа добычи кускового торфа для бытовых целей. Работы успешно завершились созданием добываю­ щего комбайна ДПК-5 (МТК-12) и уборочной машины УПК-3, серийно выпускаемых заводами торфяного машиностроения.

§ 28. Требование к технологии фрезформовочного способа производства кускового торфа

В технологии производства кускового торфа при пониженной влажности торфяной залежи одной из основных операций является формование, обеспечивающее получение достаточно прочных кус­ ков, не разрушающихся при сушке и уборке. Это возможно при условии, если

Щ> «W

84

где шэ— эксплуатационная относительная влажность разрабаты­ ваемого слоя торфяной залежи;

ш11Л— относительная влажность, соответствующая границе пла­ стичности формуемого торфа.

При йУэ<;™пл торф не сформуется.

Границу пластичности можно сдвинуть в сторону меньшей влажности диспергированием торфа.

Хорошая переработка торфа фрезформовочным комбайном яв­ ляется важнейшим условием, без которого фрезформовочный спо­ соб производства кускового торфа был бы невозможен.

Вследствие диспергирования увеличивается плотность торфа,

Для определения условной удельной поверхности частиц тор­ фа предложены также уравнения, полученные в результате обра­ ботки экспериментальных данных методом математической ста­ тистики [35]. Имеются работы, результаты которых позволяют по известной характеристике торфяной залежи и условной удельной поверхности, получаемой при переработке торфа, выполнить рас­ чет перерабатывающего механизма, или определить эффект от переработки (условную удельную поверхность) для существующего диспергирующего устройства [36, 37].

Нужно рассматривать как положительную особенность фрезформовочного способа, что его технология связана с пониженной влажностью фрезеруемой торфяной залежи. Пониженная влаж­ ность — ключевой критерий прогрессивной техники добычи торфа. С. Г. Солопов показал, что для получения торфяных кусков вы­ сокого качества необходимо выполнить следующие условия:

1. Механическое диспергирование должно обеспечить получе­ ние 60—70% частиц, размеры которых были бы не больше 5 мк.

2.При диспергировании и формовании торф должен быть приведен в двухфазное состояние.

3.Давление при формовании не должно быть меньше 3 кгс/см2

[31, 32].

85

Как показали исследования, при разработке торфяной залежи пониженной влажности привести диспергированную торфяную массу в двухфазное или близкое к нему состояние можно приме­ нением вакуумирования массы перед формованием [38, 39] или вибрированием мундштуков [40]. Вакуумирование торфяной массы и вибрирование мундштука способствуют увеличению плотности как сформованного сырого торфа, так и воздушно-сухого. Вибрирование уменьшает также удельный расход энергии, затра­ чиваемой на формование кусков.

Всуществующих фрезформовочных комбайнах вакуумирова­ ние торфяной массы и вибрирование мундштука практически еще не осуществлено.

§29. Производство кускового торфа фрезформовочными машинами ДПК-5 (МТК-12)

Внастоящее зремя при производстве кускового торфа большое распространение получила машина МТК-12 (рис. 43), созданная филиалом ВНИИТП. Узлы машины: дисковая фреза с приводом, главный редуктор, шнековый формователь с правым опорным катком, левый опорный каток.

Машина выполняет операции: щелевое фрезерование торфяной залежи на глубину до 400 м с одновременной переработкой и по­ дачей сфрезерованной торфяной массы в шнековый пресс-формо- ватель; формование кусков цилиндрической формы и стилку их на поверхности поля; сдавливание прорезанной в торфяной залежи щели массой трактора и машины с выравниванием и укаткой по­ верхности поля катком машины.

Фреза представляет собой стальной диск со сменными ножами, впрессованными в пазы, расположенные на утолщенном ободе. Плоскость диска расположена под углом 15° к вертикали. На­ клонное положение щели обеспечивает смыкание ее стенок от массы машины. С помощью кожуха, покрывающего диск, поток сфрезерованной торфяной крошки направляется в шнековый пресс. Последний состоит из шнека, корпуса с приемной горлови­ ной и сменной формующей головки.

Шнек имеет переменный шаг. Вследствие этого частицы тор­ фа перемещаются относительно друг друга и в результате пере­ мещения имеет место дополнительная их переработка (перети­ рание) и перемешивание.

Машина укомплектована двумя мундштуками для формования цилиндрических кусков диаметром 100 мм.

Опорами машины являются два катка. Внутри правого катка расположен корпус шнека-формователя, являющийся осью катка. Подъем фрезы в транспортное положение осуществляется с по­ мощью гидравлической системы. Фрезеровать торфяную залежь можно в пределах глубины от 250 до 400 мм, дисковая фреза в указанных пределах может быть зафиксирована на любом уровне.

86

2600

87

Техническая характеристика ДПК-5 (МТК-12)

Машина предназначена для использования на отдельных уча­ стках промышленных торфяных предприятий или на небольших торфяных месторождениях. Машина МТК-12 серийно выпускается с 1970 г. Горьковским заводом торфяного машиностроения им.

Свердлова [11]. Эксплуатационная влажность

верховой торфяной залежи, фре­ зеруемой дисковой фрезой на глубину 400 мм, изменяется от 77‘до 84% [42].

Схема работы машины МТК-12 показана на рис. 44. Колонна из четырех машин изо­ бражена на рис. 45. Работая на двух картах, машины сначала огибают среднюю картовую ка­ наву. Последняя должна быть справа от машин, так как спра­ ва происходит стилка торфа (вы­ дача его через формующий ап­ парат). Чтобы обеспечить равно­ мерную сработку торфяной за­ лежи, добывающие машины в другом цикле начинают работу уже не у средней картовой ка­ навы, а у внешних.

Производительность машины МТК-12 в кубических метрах фре-

88

где f — площадь поперечного сечения выемки, м2; V — скорость рабочего хода машины, м/ч;

ku— коэффициент использования скорости, равный 0,95; kn — коэффициент использования циклового времени;

а— коэффициент, учитывающий потери торфа при экскава­ ции, принимаемый равным 0,95.

Величину коэффициента а экспериментально надлежит уточ­ нить.

Рис. 45. Колонна машин MTK-L2

Площадь поперечного сечения выемки

/ = Ьщк,

где Ьщ — ширина щели, равная 0,045 м; h — глубина выемки.

Сезонная производительность машины в тоннах воздушно-сухо­

89