Prensa para briquetas de combustible: opciones para realizar instalaciones para prensar aserrín con sus propias manos
Calentar con aserrín o virutas es algo común para los residentes de nuestro país, tomado de los países europeos.Su popularidad se debe al bajo coste de las materias primas y a su buen poder calorífico específico durante la combustión. Al crear una prensa de briquetas casera, puede obtener combustible de alta calidad por prácticamente nada.
Le diremos cómo hacer una máquina sencilla y económica para producir combustible en briquetas. El artículo que proponemos muestra el diseño y da consejos de montaje. Se proporcionan la tecnología de producción y los requisitos para el material de madera inicial.
El contenido del artículo:
Tecnología de creación de briquetas.
La producción de pellets y briquetas a partir de residuos de madera mediante prensado es un proceso tradicional. Por tanto, a la hora de crear una máquina casera para obtener “leña europea” de alta calidad, no es necesario inventar nada, pero se pueden aplicar los desarrollos existentes.
Descripción de la física del proceso.
El uso de material de madera a granel para calefacción encuentra su aplicación en pequeñas salas de calderas y hornos. El aserrín proporciona la misma energía que la madera de masa y contenido de humedad similares, pero almacenarlo en su estado natural genera suciedad y polvo. Por lo tanto, dichos desechos se prensan en briquetas de diversas formas.
Con algunas suposiciones, podemos decir que la madera se compone de fibra (celulosa) y su sustancia aglutinante: la lignina. Cada trozo de aserrín y viruta conserva su integridad gracias a este polímero. Para establecer conexiones fuertes entre las piezas individuales, también es necesario pegarlas entre sí.
Durante el proceso de prensado, se aplica una fuerte presión al aserrín, como resultado de lo cual se libera lignina que mantiene el material unido en el molde. Esta unión, por supuesto, no es tan fuerte como en la madera maciza, pero es suficiente para que la briqueta resultante no se deshaga.
La cantidad de lignina en la madera en relación con la masa seca depende de la especie de árbol:
- abeto: 30%;
- pino: 27%;
- abeto: 27%;
- álamo temblón: 22%;
- abedul: 19%.
Cuanto mayor sea el porcentaje de contenido de lignina, menos presión se necesitará para liberarla. Por lo tanto, es más fácil producir briquetas a base de aserrín de abeto que de abedul.
Además de la prensa de producción clásica combustibles a granel También hay una máquina de extrusión. La esencia de su trabajo es que, bajo la acción de un tornillo, la sustancia pasa a través de un canal que se estrecha gradualmente.
Esto crea una presión muy alta. Sin embargo, implementar esta opción en casa es complejo y requiere conocimientos específicos, por lo que es mejor centrarse en modelos con molde.
Uso de adhesivo
En la producción industrial de combustible prensado se utilizan máquinas para crear una presión en el rango de 500 a 3000 atm. Algunos fabricantes (por ejemplo, la empresa alemana RUF) forman una briqueta mediante una combinación de compresión con una fuerza de 2000 atm. y calentar las materias primas a una temperatura de 150°C. La densidad de estos productos alcanza 1,2 kg/dm3.
Si fabrica una prensa de briquetas a partir de material de desecho con sus propias manos, no podrá lograr tales características. Por lo tanto, los productos definitivamente tendrán una densidad menor y serán más propensos a desmoronarse.
Compensa la liberación insuficiente de lignina y consigue una mayor resistencia. briquetas de aserrín posible agregando un adhesivo de terceros, como:
- Estiércol líquido. La fracción de masa requerida de este aglutinante disuelto en agua es del 5 al 10% del peso total.
- Cartón ondulado mojado.
- El pegamento para papel tapiz más barato diluido en agua.
El porcentaje de cartón ondulado o cola se determina experimentalmente, ya que depende del tamaño del aserrín, su humedad y la presión creada en el molde.
Requisitos para las materias primas utilizadas.
Incluso cuando se utilizan equipos industriales, es difícil obtener briquetas o pellets de alta calidad a partir de desechos de madera si su espesor es superior a 4 mm. El tamaño del material para dispositivos caseros debe ser menor. Esto se debe a la menor presión y a la falta de calentamiento de la materia prima.
Lo ideal es que el diámetro del aserrín y el espesor de las virutas no superen los 2 mm. La gran mayoría de los residuos de madera se ajustan a estos parámetros.
Pero hay ocasiones en las que las materias primas se obstruyen con pequeñas ramas, astillas de madera o mendigos (trozos de corteza). Luego, antes de presionar, para obtener una masa homogénea, es necesario realizar una preparación preliminar: triturar el material pasándolo por una trituradora.
Para conseguir una buena densidad de briquetas, se debe evitar que las materias primas se atasquen con hierba, arena o tierra. La capa vegetal del suelo, a diferencia de la arcilla, no tiene propiedades astringentes, por lo que el producto prensado se desmoronará fácilmente.
También es necesario observar el porcentaje de la cantidad de corteza: no debe ser más del 5%. Es imposible medir esto, pero visualmente el aserrín con una cantidad significativa de decadencia parece más oscuro. El aserrín debe estar seco. El aumento de humedad provoca una mayor holgura de las briquetas y una disminución de su poder calorífico específico.
Puede secar las materias primas en verano al sol o en un lugar ventilado. En invierno, el secado debe realizarse en una terraza u otro lavadero con una temperatura ligeramente positiva. Para una evaporación más intensa puedes utilizar ventilación forzada.
Si la presión en una prensa casera para hacer briquetas de aserrín no es suficiente para liberar lignina, entonces las materias primas no se secan, sino que se sumergen en agua junto con un agente fijador adicional. En este caso se consigue una mejor homogeneidad durante el mezclado y se eliminará el exceso de humedad durante la compactación.
Elementos básicos de la prensa.
Los elementos principales de una prensa ordinaria son un molde (un vaso en el que se coloca la sustancia a granel), un pistón y un mecanismo que crea presión. No es difícil hacerlos tú mismo, ya que son típicos de las máquinas briquetadoras.
Dispositivo de molde
El vaso en el que se vierte el aserrín o las virutas se llama molde o cámara.Los parámetros de la briqueta dependerán de su geometría.
Normalmente, la cámara se construye a partir de restos de tubos de acero redondos o perfilados. La base del pistón, que entra en el vidrio, está cortada de una placa de paredes gruesas (al menos 3 mm de espesor).
Al hacer un molde, es necesario tener en cuenta la proporción de las siguientes cantidades:
- área de la sección transversal del molde (s, cm2);
- presión aplicada al pistón (u, kgf);
- presión específica sobre las materias primas (p, kgf/cm2).
Estas cantidades están relacionadas por la relación:
p=u/s
Las briquetas que utilizan un aglutinante adicional mantienen bien su forma si se forman a una presión específica de más de 150 atm. (1 atmósfera ≈ 1 kgf/cm2). Según la posibilidad de la fuerza generada por el pistón, se calcula el área de la sección transversal de la cámara.
Por ejemplo, si hay un gato hidráulico de 10 toneladas, entonces:
s < tu / pag = 10000 / 150 = 67cm2.
Para tales condiciones, es adecuado un tubo cuadrado perfilado con una longitud lateral de 80 mm o un tubo redondo con un diámetro nominal de hasta 90 mm.
La longitud de la briqueta resultante (yo) depende de la altura del molde (h), densidad de las materias primas en el seco original (q1) y briquetadas (q2) condición:
l = h * (q1 /q2)
Además, tras la primera compresión, puedes volver a verter las virutas en el vaso y repetir el procedimiento. De esta manera se puede llevar la longitud del producto resultante casi a la altura de la cámara de prensado.
Durante la compresión del aserrín, la briqueta libera humedad. Para que pueda salir libremente, la cámara está perforada con agujeros pequeños pero frecuentemente espaciados.
Una vez formada la briqueta, se debe retirar del molde. No es práctico utilizar un resorte y un fondo doble, como se recomienda a menudo en Internet. La alta presión comprime completamente el resorte, por lo que con el tiempo su forma se distorsiona y pierde sus propiedades.
Por lo tanto, es necesario hacer un fondo desmontable del molde y sacar la briqueta, o construir una taza plegable. En el segundo caso, necesitarás hacerle una camisa adicional con una varilla.
Métodos disponibles para crear presión.
Hay tres formas comunes de lograr presión que son muy adecuadas para una prensa de briquetas de combustible casera: usando una palanca, un gato hidráulico o un tornillo. Cada uno de ellos es bueno a su manera y su implementación en la práctica no es muy difícil.
Uso de la fuerza muscular y el apalancamiento.
Por lo general, se utiliza un tubo de metal como palanca. No debe doblarse bajo la influencia de la fuerza muscular humana. Por ejemplo, es adecuada una tubería de agua reforzada con un diámetro de 40 o 50 mm y un espesor de pared de 4 a 4,5 mm.
La longitud de la palanca y la distancia desde el punto de apoyo hasta la conexión con el pistón se eligen no sólo en función de lograr la presión deseada. Otro parámetro importante es la profundidad de inmersión del pistón en el vidrio (h, cm).
Se calcula mediante la fórmula:
h = R * (l/L)
Aquí R (cm) es la altura a la que caerá el extremo de la palanca.
Es aconsejable realizar la estructura de tal manera que la profundidad de inmersión del pistón sea suficiente para formar una briqueta sin compresión repetida con la adición preliminar de material. Esto aumentará considerablemente la tasa de producción.
La profundidad de inmersión requerida del pistón (h, cm) se puede calcular conociendo el secado inicial (q1) y briquetadas (q2) densidad de las materias primas y altura del vidrio (H):
h = H * (1 – q1 /q2)
Si por alguna razón ocurre un error (generalmente debido a una determinación incorrecta de la densidad inicial de la materia prima) y la profundidad de inmersión del pistón no es suficiente para impartir la dureza requerida al producto, entonces no es necesario digerir el toda la estructura.
Puede reducir la altura del vidrio o, agregando aserrín, presionar una briqueta en dos o tres pasadas.
Aplicación del gato hidráulico.
Para crear una fuerte presión se utilizan dispositivos hidráulicos, como los habituales gatos de botella. Como regla general, en una casa donde hay un automóvil u otro equipo, este tipo de unidades hidráulicas están disponibles, pero su capacidad de carga puede ser insuficiente.
Los gatos son económicos. Por lo tanto, los modelos diseñados para 30-40 toneladas se pueden comprar por menos de 5 mil rublos. Y con tales indicadores ya es posible obtener briquetas de gran sección transversal o varias (3-5) copias de tamaño regular a la vez.
Para producir varias briquetas al mismo tiempo, se colocan en fila el número necesario de moldes. El marco móvil intermedio debe ser resistente para que no se doble con el tiempo. Es mejor hacerlo con una viga en I o un tubo perfilado de paredes gruesas.
El proceso de prensado en sí lleva más tiempo que cuando se utiliza un diseño de palanca. Sin embargo, el uso de un potente gato hidráulico permite alcanzar una presión específica mucho mayor sobre la pieza de trabajo. Las briquetas quedan más uniformes y densas y ya tienen una presentación atractiva.
Mecanismo de presión de tornillo
El principio de funcionamiento de una prensa de tornillo manual es similar al de una prensa de palanca, sólo que la fuerza aplicada se transmite en un ángulo de 90°. Cuanto mayor sea el diámetro del mango y menor el paso de la rosca, mayor será el factor de aumento de presión.
Este diseño también permite generar una mayor presión que una máquina basada en palancas. Su importante desventaja es la velocidad de funcionamiento más lenta entre las opciones presentadas.
Sin embargo, las ventajas incluyen:
- simplicidad de diseño;
- la oportunidad de comprar una prensa de este tipo por poco dinero con modificaciones menores para las necesidades de briquetas;
- talla pequeña.
Cuando trabaje con una prensa de tornillo, no debe usarla "por completo" cuando la fuerza física ya no sea suficiente para girar el mecanismo. En este caso, sobre el hilo actúa por un lado la fuerza aplicada por una persona, y por el otro (a 90°) actúa la fuerza de resistencia de la briqueta resultante. Esto provocará un rápido desgaste o rotura del hilo.
Para no exagerar y no romper el mecanismo, es necesario lograr un resultado suficiente en las copias de prueba e instalar un retenedor o hacer una marca en el hilo con un marcador, marcando su posición máxima permitida.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Hacer una prensa de palanca casera.Fabricación de piezas principales y descripción del principio de funcionamiento:
Perfeccionamiento del diseño de la máquina y del propio proceso de prensado de briquetas:
Máquina para la producción simultánea de varias briquetas basada en un gato hidráulico:
No es difícil fabricar usted mismo una máquina briquetadora de aserrín. Puede optar por utilizar un principio de palanca, hidráulico o de tornillo para crear presión. Pero debemos recordar que la calidad de los productos fabricados dependerá no sólo del mecanismo ensamblado, sino también de la preparación de las materias primas.
Un proceso configurado correctamente ayudará a proporcionar a su explotación combustible económico y de alta calidad e incluso a organizar su venta.
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Principios de cálculos y fórmulas (simples), gracias por eso. Sin embargo, después de haber visto suficiente de todo (teniendo en cuenta que nunca tuve que hacer nada con mis manos), tuve que inventar una prensa manual de mi propio diseño y también ejecutarla (con mis propias manos), a pesar de hecho de que la tarea se asignó “con lo que hay disponible”, en el sótano del garaje). Sí, todo salió bien.Y el diseño resultó ser tan original que ni un solo video (y los vi - ¡guau!) no tiene nada parecido!!! :)) Las personas que estaban interesadas en este tema también dicen que nunca habían visto algo así. ! Pero en invierno habrá que llevar la prensa a la idea final, es decir, añadir la posibilidad tanto de hidráulica como de neumática, es decir, la idea es universalidad y máxima comodidad, elección y variación, en resumen: - sea cual sea su queridos deseos :))! Por cierto: - ¡hay un pistón, en la palanca, y hay nueve troqueles (troqueles formadores)! , sin embargo, tantos como quieras: al menos uno, al menos dos, al menos seis, al menos nueve, pero puedes tener más si alguien lo necesita :)) ¡Más o menos lo mismo! Creo que puedes solicitar una patente, sin embargo, en tu pequeña casa (por qué MURIÓ) ¡no querrás solicitar una patente! (¡Estoy harta de los géneros rusos!) ¡Es más fácil para mamá en Rusia! (Sin embargo, en Rusia ya usan mis ideas, ¡aunque robaron la documentación! Y el PIB en sí: ¡¡¡se abrió la instalación, con gran fanfarria!!! ¡¡¡Y esto es nuestro, de Novorossiya!!!, por cierto, empresas transnacionales ¡Ya lo golpeé y lo usé! Pero esta es un área completamente diferente y no tiene absolutamente nada que ver con las briquetas de combustible. Sin embargo, en mi cabeza, estos desarrollos se han acumulado..., por alguna razón los ingenieros occidentales no llegaron a ellos,) Perdón por el comentario detallado.