Как сделать гранулятор для производства топливных пеллет своими руками

Изготовление пеллет в заводских условиях

Топливные гранулы в качестве топлива для котлов или каминов привлекательны прежде всего благодаря удобству применения. Котлы на пеллетах имеют высокую степень автоматизации, и уделять им внимания приходится меньше, чем простым твердотопливным.

В естественных условиях древесина, чтобы достигнуть достаточной влажности для сгорания, должна сохнуть в течение 2 лет и даже дольше. В таком случае теплота сгорания составляет от 4 до 4,5 кВт/кг. А вот килограмм древесных гранул при сжигании способен выделять до 5 кВт тепла.

При промышленном производстве пеллеты преимущественно изготавливается на основе такого сырья:

• соломы зерновых культур;
• опилки, щепа и прочие древесные отходы;
• отходы переработки семян.

Однако наиболее часто используются гранулы на основе опилок и других деревообрабатывающих отходов. Пеллеты на основе агротехнических отходов будут стоить дешевле, однако они обладают худшим качеством. В домашних условиях лучше всего изготавливать пеллеты на основе опилок.

Обвязка пеллетного котла

На практике монтаж пеллетного котла мало чем отличается от установки других твердотопливных «собратьев». Тут основная задача – правильно разместить все оборудование вместе с устройствами топливоподачи. Помните, что между блоками агрегатов требуется соблюдать проходы шириной не менее 700 мм, а перед лицевой панелью агрегата должно быть пространство 2 м.

Если при розжиге любого твердотопливного котла после остановки внутрь подавать теплоноситель из системы отопления, то на внутренних стенках топки образуется токсичный конденсат вперемешку с золой и сажей. Чтобы не допустить этого процесса, со временем разрушающего металл, при монтаже используются схемы обвязки пеллетных котлов со смесительным узлом.

Здесь главную роль играет трехходовой клапан, чьей задачей является не допустить попадания в рубашку агрегата теплоносителя из системы до тех пор, пока он не прогреется. В это время вода, побуждаемая насосом, циркулирует по малому кругу из подающего трубопровода прямо в обратный через трехходовой клапан. Как только она достигнет установленной температуры, клапан начнет подмешивать в обратку воду из системы, в конце концов перекрыв движение по малому кругу. При этом обвязка котла, работающего на пеллетах, должна предусматривать установку насоса на обратном, а не подающем трубопроводе. Не следует забывать и о группе безопасности с предохранительным клапаном и манометром, которую нужно ставить на выходном патрубке отопителя.

Рекомендации по изготовлению котла

Первое, что следует сделать – это выбрать конструкцию агрегата. Здесь рекомендации следующие: не усложнять себе работу и подобрать устройство котла с учетом перспективы. Простыми словами, стоит отделить те элементы, что можно изготовить самостоятельно от других, которые придется приобрести. К последним относится горелочное устройство с набором автоматики.

Чтобы подобрать конструкцию с учетом перспективы, нужно сделать ее универсальной. То есть, предлагается изготовить самодельный пеллетный котел по образу обычного твердотопливного агрегата, в котором есть возможность сжигать дрова и уголь. В сущности, теплообменные процессы, происходящие в обоих видах отопителей, идентичны, отличается лишь топливо и способ его сжигания, что показано на рисунке:

Итак, смело принимаем конструкцию традиционного твердотопливного котла с возможностью встраивания вместо загрузочной дверцы горелочного устройства на монтажной пластине. Это даст следующие преимущества:

1. Поскольку изготовление пеллет пока не очень распространено в нашей стране и с топливом возможны перебои, то можно в любой момент снять пеллетную горелку и обогревать жилище с помощью дров или угля.
2. Появится возможность использовать природный газ или солярку, поставив вместо пеллетной горелки газовую или дизельную.

Для топки котла лучше всего взять жаропрочную сталь толщиной 5 мм. Идеальный вариант – сталь, легированная хромом и молибденом (нержавейка), но она достаточно дорога, а для ее сваривания требуются особые навыки. По этой причине пеллетные котлы изготавливают из обычной углеродистой стали Ст20, а для кожуха водяной рубашки подойдет марка Ст3 толщиной 3 мм. Из такого же металла, что и камера сгорания, предпочтительнее взять заготовки для дверец и жаровые трубы для теплообменника. Колосниковую решетку вырезают из стали толщиной 10 мм или просто покупают готовую. Ну и для патрубков дымохода и теплоносителя понадобятся отрезки труб соответствующих диаметров.

Сборка производится посредством сварки, используя чертежи пеллетного котла

Особое внимание следует уделить ужесточению стенок водяной рубашки отрезками стальной полосы или уголка, а также съемной конструкции загрузочной дверцы. По окончании сварные швы нужно обязательно испытать на проницаемость и устранить недостатки

Общее описание

Как правило, стандартная пеллетная горелка реализуется производителями уже укомплектованной различными приспособлениями. Чаще всего в комплектацию входят следующие элементы:

• контроллер для автоматизации работы;
• шнек для подачи пеллет;
• лямбда-зонд, который измеряет остаточный объем воздуха и автоматически регулирует горение;
• бункерная топливная емкость.

На участке от шнека до горелки в некоторых случаях устанавливается пластмассовая гофра, которая при появлении обратной тяги не допускает распространения пламени. Основными узлами горелки также являются:

• электрический нагревательный элемент, который задействован в автоматическом розжиге;
• вентилятор для подачи воздуха, находящийся снизу устройства либо сзади котла, регулируемый с помощью контроллера.

В данном видео узнаем как сделать пеллетную горелку своими руками:

Автоматизированная подача в топку горючего из бункера происходит без вмешательства человека. Подача пеллет производится при помощи шнекового устройства с электроприводом, при этом процесс дополнительно проверяется контроллером с тепловыми датчиками и системой индикации, которая отображает работу непосредственно горелки.

Схема управления режимом температуры теплоносителя несложная. Во время достижения заданной температуры горелка с помощью контроллера переходит в ожидающий режим с длительным тлением горючего. Затем, когда теплоноситель остывает до определенной температуры, датчик передает сигнал о запуске вентилятора, это вызывает розжиг топлива и перевод устройства в обычный режим работы. Для розжига часто задействуют ТЭН.

Эффективность горелки будет зависеть от скорости засыпания горючего в топку и объема самого топлива, потому лишь правильная настройка всех показателей способствует оптимальному эффекту от работы этого оборудования.

Установка

Пеллетные котлы необходимо монтировать с соблюдением определенных требований к месту установки.

Выбираем место

Лучше устанавливать агрегат в отдельном помещении из-за внушительных габаритов. Оптимальным вариантом можно назвать комнату с температурой не ниже +10 °C.

Установка за пределами здания нежелательна. Однако при размещении оборудования на улице или в гараже следует расположить трубы под землей ниже уровня замерзания для уменьшения теплопотерь.

Подготовка пола и стен

Необходимо выровнять пол в том месте, где будет монтироваться оборудование. Площадка должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес самого устройства и бункера с гранулами. На стенах и полу следует закрепить негорючие пластины. Около аппарата обязательно предусматривается место для пеллет.

Вентиляция и дымоход

Монтируем вентиляцию и дымоход, изготавливаемый из негорючего материала. Последний, как правило, выводится на крышу, выступая над ее поверхностью минимум на полметра. Его следует защитить от осадков и утеплить.

Сечение труб дымохода должно быть больше диаметра отверстия, предназначенного для отвода отработавших газов из оборудования.

Устанавливаем оборудование

Подготовив площадку, устанавливаем сам аппарат. Устанавливаем и подключаем горелку, бункер, шнек и пульт автоматического управления. Коммуникации к оборудованию подсоединяем через шаровые краны.

Это облегчит обслуживание системы. Желательно установить фильтры. После подключения всех элементов, производят пробный пуск отопительной системы.

Зачем нужны чертежи

Перед каждым мероприятием нужно сделать план работ, составить какие то ориентиры. Также и у нас, перед созданием своего пресса нужно все расчертить. Я сейчас дам общие чертежи, вам же нужно будет уже под себя их подделывать.

Что вам понадобиться для создания любого гранулятора:

1. Слесарные навыки, опыт работы на сварочном аппарате и умение работать на токарном станке;
2. Сварочный аппарат;
3. Токарный станок или знакомый токарь;
4. Сверлильный станок;
5. Электродвигатель.

Это общие требования для создания пресса. Сейчас же мы рассмотрим несколько типов прессов и допишем отдельные недостающие материалы.

Чертежи гранулятора из мясорубки

Про этот пресс я писал совсем недавно тут.  Этот пресс пригодиться для совсем небольшого объема гранулирования к примеру для создания корма для домашних животных, и если этих животных не очень много. Для более твердой древесины уже понадобиться совсем другой прибор.

Для изготовления такого пресса вам понадобиться:

• Мясорубка;
• Матрица;
• Электродвигатель от стиральной машины или пылесоса.

Шнековый гранулятор

Этот пресс уже по производительней. Его можно уже использовать не просто для одного двух домашних животных, а к примеру для подготовки корма на зиму животным. За час он может выдавать до 200 килограмм корма или древесных гранул. Все будет зависеть от размеров, которыми он будет обладать.

Подробно я расписывал про его изготовление на этой странице. Его преимущество это простота конструкции и производительность.

Для изготовления такого пресса нужно:

• Металлическая болванка для изготовления матрицы;
• Прут металлический 1 см;
• Корпус или точнее труба для него;

Пресс с плоской матрицей

Не нужно эти чертежи воспринимать буквально, прост скидываю их для примера…

Тут нам дополнительно понадобиться:

• Труба большим диаметром для изготовления корпуса;
• Листовой металл для изготовления матрицы;
• Червячный редуктор, тут лучше ничего не выдумывать и купить или где то найти его;
• Скорее всего сеть для подключения 380 Вольт;
• Дополнительный металл (труба, уголок, швеллер).

Сборка гранулятора: варианты своими руками

Обладая специализированными знаниями и навыками, можно собрать гранулятор самостоятельно.

От способа продавливания корма зависит конструкция аппарата:

• 1-й вариант – с помощью специальных роликов;
• 2-й вариант – посредством шнека.

Ролики могут быть:

При неподвижных роликах продавливание измельчённой массы осуществляется за счёт вращения самой матрицы, которая управляется зубчатой передачей с пересекающимися осями. Движение передаётся по цепочке: ведущий вал – зубчатая шестерня – зубчатый венец – матрица.

Этапы работ при самостоятельном изготовлении гранулятора с неподвижными роликами:

Найти редуктор заднего моста от автомобилей отечественного производства, типа «ВАЗ» и «Москвич». Он будет использоваться в качестве роликов.
Изготовить корпус из металлического листа или трубы нужного диаметра

Внимание уделяют размерам – расстояние между стенкой и матрицей должно быть минимальное (несколько миллиметров), но обеспечивать её свободное вращение.
Соединить матрицу с зубчатой передачей с пересекающимися осями (матрица и венец находятся на передаточном валу, шестерня на перпендикулярном к нему ведущем валу). Зубчатую передачу собирают из автомобильных частей

Матрица устанавливается перпендикулярно роликам, её диаметр должен совпадать с шириной роликов.
Выполнить крепление роликов к корпусу. Настройка зазора между ними и матрицей осуществляется при помощи специальных болтов.
Подсоединить с помощью муфты и подшипников редуктор к цилиндру (корпусу).
В нижней части корпуса сделать квадратное отверстие, к которому присоединить специальную ёмкость для сбора гранул.
Если корпус собирается из двух частей, приварить ушки. С помощью болтов через ушки скрепить части друг с другом.
Электродвигатель можно взять из старой бытовой техники: пылесоса, стиральной машинки. Подойдут двигатели мощностью 3-4 кВт.

Если нет возможности сделать зубчатую передачу для соединения матрицы и электродвигателя, можно воспользоваться ремнём, двигающимся на шкивах.

Этот вариант имеет своё достоинство – при заклинивании матрицы ремень начнёт пробуксовывать. Ременную передачу можно взять со старых отечественных швейных машин.

Надёжность и производительность всей конструкции зависит от качества входящих узлов.

Переделка мясорубки в гранулятор

Изготовить аппарат на основе мясорубки несложно, следует:

1. Прикрепить маховик к шнеку, он позволит обрабатывать твёрдые части комбикорма.
2. Поменять местами сеточку (матрицу) и нож.

Гранулирующее устройство из мясорубки имеет несколько недостатков:

• не перерабатывает корма высокой твёрдости;
• не формирует гранулы, а только крошит комбикорм.

Подобный аппарат может работать от электрического двигателя или от ручной рукоятки.

Аппарат с самодельной матрицей

Опытные мастера могут собрать аппарат из самодельной матрицы. Наиболее доступная в изготовлении плоская деталь.

Порядок сборки:

1. Приобрести заготовку (металлический диск) толщиной не менее 20 мм.
2. Вымерить размер сечения ведущего вала.
3. Просверлить отверстие такого же диаметра, как сечение вала, в центре диска, вырезать паз для жёсткой посадки на валу.
4. Используя специальную фрезу, вырезать достаточное количество (зависит от размеров матрицы) конусообразных отверстий диаметром не более 8-10 мм.

Стенки отверстий в матрице обязательно должны иметь конусность, это обеспечивает прессование и выведение пеллет. Диаметр матрицы определяет производительность аппарата.

Но чем больше её габариты, тем мощнее потребуется электродвигатель. Например, гранулятор с матрицей диаметром 0,5 м способен выдавать около 300 кг гранул за час, но для его работы потребуется двигатель на 25кВт.

При самостоятельной сборке необходимо обратить внимание на два момента:

• ширина роликов должна соответствовать диаметру матрицы;
• вал с роликами должен располагаться перпендикулярно к рабочей поверхности матрицы.

Шнековый пресс

Через специальное загрузочное устройство сырьё попадает в шнековый пресс и перемещается вдоль корпуса, при этом она:

• сжимается;
• пластифицируется;
• гомогенизируется.

Шнековый пресс позволяет значительно оптимизировать производство:

• повышает производительность и качество механической переработки комбикорма;
• облегчает грануляцию пластичных материалов, например торфов;
• осуществляет брикетирование мелкофракционных и сыпучих веществ.

В комплексной перерабатывающей линии шнековый пресс нагнетает измельчённую массу, а матрица выполняет формирующие функции.

Гранулятор с самодельной матрицей

Для народных умельцев желающих самостоятельно сделать матрицу все работы начнутся именно с ее изготовления.

Изготовление матрицы и подбор роликов для катков

В первую очередь нужно приобрести диск толщиной в 20 мм и более. Диаметр диска можно выбрать любой. Чем больше диск тем выше показатель производительности. Если вам нужно производить до 300 кг гранул в час,
диаметр матрицы должен быть 50 см,
а мощность двигателя не меньше 25 кВт.
Для агрегата более низкой производительности сделайте матрицу диаметров до 30 см.

Замерьте размер сечения вала редуктора и сверлом сделайте соответствующее отверстие в центре диска. Чтобы посадка была жесткой, выполните паз. Для прессовки и вывода пеллет
отверстия сверлятся в виде конуса.

Ролики или шестерни для катка должны по ширине быть равными рабочей поверхности матрицы.
На вал надеть шестерни. Используя муфту, вал с шестернями крепится перпендикулярно оси вала редуктора.

Цилиндрический корпус

Сделать корпус для гранулятора можно из металлической трубы
подходящего диаметра или листа из металла. Народные умельцы рекомендуют делать корпус из двух частей. В верхнюю часть будут загружаться опилки или отходы древесины, которые пройдя через ролики и матрицу,
уже в спрессованном виде поступят в нижнюю часть. Через специально сделанное отверстие по лотку гранулы будут высыпаться в поставленную емкость.

Диаметр корпуса должен быть таким, чтобы матрица вращалась в его верхней части свободно, но делать зазор между стенкой корпуса и матрицей нужно минимальных размеров. В нижней части цилиндра прорезать квадратное отверстие
и приварить сделанный из металлического листа лоток.

Используя муфту и подшипники в нижней части цилиндрического корпуса закрепить редукторный выходной вал.
К обеим частям привариваются ушки, через которые, используя болты, соединяются обе части корпуса. Такую конструкцию намного легче чистить и обслуживать. В готовый корпус установить ролики и матрицу.

Из швеллера или уголка сварить раму под уже готовый гранулятор. Агрегат установить на станину и сделать жесткое крепление. Также установить электрический двигатель.
Подсоединить редуктор и выходной вал. Когда завершено крепление всех деталей, нужно используя краску по металлу окрасить всю конструкцию с внешней стороны. Теперь можно сделать пробный запуск.

Сделав гранулятор своими руками, вы сможете обеспечить топливом на весь отопительный сезон дом площадью до 150 кв. метров.
Гранулами можно протапливать не только камины, печи. Но и твердотопливные котлы. У вас дома теперь не будут собираться груды древесных отходов, ведь в переработанном и спрессованном виде они занимают намного меньше места.

Основные технические характеристики

Внешний вид матрицы

Выбор определенной модели гранулятора напрямую зависит от требуемых норм выработки готовой продукции. Это напрямую влияет на габариты конструкции, степень автоматизации ее работы и сложность обслуживания.

Размеры гранулятора зависят от конструкции рабочего барабана, типа силовой установки и особенностей конструкции. Для достижения оптимального результата рекомендуется заранее рассчитать не только требуемый объем производства, но и спланировать рабочее пространство для монтажа установки. Учитывается наличие места для хранения и подачи сырья, а также складские помещения для готовых гранул.

Кроме этого необходимо ознакомиться со следующими характеристиками подходящей модели гранулятора:

• производительность. Обычно она измеряется в весе продукции, изготавливаемой за определенный промежуток времени, кг/час;
• размеры гранул. Этот параметр определяется сечением отверстий, расположенных на рабочем барабане устройства;
• тип привода. Чаще все применяют электромеханический, так как он наиболее производительный и требует минимум усилий для проведения ремонтных и профилактических работ;
• вид силового агрегата. Для обеспечения максимальной автономности работы комплекса рекомендуется выбирать модели с бензиновыми или дизельными двигателями. Если же производство стационарно – можно приобрести устройство с электродвигателем;
• контроль работы. Серийное производство лучше всего комплектовать моделями с электронным блоком управления. С его помощью происходит контроль за качеством продукции, наблюдаются текущие показания системы.

Практически все электрические силовые установки рассчитаны для подключения к трехфазной сети 380 В. При этом учитывается максимально возможная нагрузка.

Изготавливаем в домашних условиях

Но если такой возможности нет, а желание иметь огромное – то можно сделать свой образец, который будет обладать следующими преимуществами:

1. Вы можете сделать его с той производительностью, с которой хотите;
2. Вы с легкостью можете спроектировать его под себя, учитывая ваши пожелания по расположению, его размерам;
3. После изготовления вы будете знать оборудование от А до Я, все его слабые и сильные стороны, это облегчит его эксплуатацию;
4. Вы можете сами на него изготавливать большинство запасных частей, не завися от поставщиков.

Какие навыки нужны для того чтобы его собрать:

• Слесарные, вы должны хорошо разбираться в слесарном деле, или на крайний случай позвать в помощники хорошего слесаря;
• Навыки газо и электро сварщика;
• Токарное мастерство.

Что понадобиться для изготовления:

1. Сварочный аппарат с не одной пачкой электродов;
2. Резак с балоном пропана и кислорода (не обязательно, но желательно, так вы сократите время на некоторые операции);
3. Токарный станок;
4. Сверлильный стационарный станок;
5. Сверла 6, 8 или 10 мм, в зависимости от диаметра пеллет которые вы хотите получать;
6. Листовой металл от 40 мм толщиной;
7. Металл, лучше если у вас будет доступ к какой нибудь старой и большой свалке металлолома;
8. Труба для корпуса гранулятора, толщина металла может быть от 3 мм, диаметр от 50 см, в зависимости от ваших пожеланий. Такие трубы можно найти на старых котельных, которые использовались в роли дымоходов;
9. Подшипники;
10. Электродвигатель, для гранулятора 400 кг/час, нам подойдет двигатель 1500 об/мин и 22 кВт мощностью;
11. Червячный редуктор;
12. Шкивы или металл для того чтобы их выточить;
13. Нужна сеть для подключения и работы станка 380 Вольт.

Пошаговая инструкция для изготовления гранулятора своими руками:

• Первое с чего нам нужно начать это изготовление корпуса, для этого используем нашу трубу;
• Далее делаем матрицу;
• Изготавливаем посадочное отверстие и подгоняем матрицу;
• Делаем загрузочное отверстие и отверстие выхода готовых гранул
• Точим вал, крепим его к червяку для посадки на него роликов;
• Изготавливаем ролики и пуансон, собираем все в один узел. Понятие пуансон здесь подразумевает просто обычный вал для соединения роликов, а посередине его отверстие для соединения с валом от червячного редуктора;
• Изготавливаем перегородку между червячным механизмом и выгрузным отверстием, к валу крепим лопасти для выгрузки гранул;
• Крепим червяк;
• Делаем площадку под электродвигатель.

Изготовление корпуса

Как я уже говорил, для корпуса мы будем использовать обычную толстостенную трубу, диаметром от 50 см, если такую трубу вы не можете найти, то можно даже применять трубу меньших размеров, но производительность будет занижена.

Высота корпуса должна быть около 70 см. Где то в середине делаем посадочное отверстие под матрицу, для этого навариваем по кругу сваркой металл толщиной 2-3 см и высотой 3-4см, а затем протачиваем это на токарном станке по кругу, делая посадку более точной. При проточке нужно крепить трубу таким образом, чтобы не было ее биения, так как матрица должна быть перпендикулярна роликам.

Сверху корпуса у нас будет загрузка, а под матрицей выгрузка пеллет. Где то на расстоянии 15 см от нижней части матрицы, у нас будет площадка, разделяющая отсек выгрузки пеллет и червячный механизм. В этом месте нам нужно будет сделать перегародку, можно из обычного железа толщиной 3-5 мм.

Для этого достаточно вырезать ее болгаркой или резаком. Отмечается вырезаемый круг прикладыванием нашего корпуса к листу железу и обводом мела.

Перегородка должна будет иметь отверстие в центре, для прохода вала от червяка к роликам. Ее задача недопущение попадания пеллет и отсева на червячный редуктор. В этом же месте делается люк для выгрузки готовых пеллет.

Изготовление матрицы

Матрицу можно сделать из листового металла толщиной от 4 см. Для этого нужно сначала вырезать резаком примерный диаметр круга из листового металла. Затем этот металл нужно обработать на токарном станке, чтобы она плотно заходила в посадочное отверстие.

После подгонки матрицы, в ней нужно насверлить отверстия необходимым диаметром. Можно при покупке железа предусмотреть его на несколько матриц разных диаметров, но последующую делать только после того как будет нормально работать станок. Это позволит в следующей матрице учесть ошибки которые вы допустили при изготовлении первого экземпляра.

Для облегчения процесса сверления можно начертить в компьютере отверстия и по ним уже непосредственно ее сверлить.

Довольно удобный и современный способ изготовления матрицы, это использование станков по металлу с ЧПУ. Нарисовали в программе рисунок, и станок с помощью лазера вырежет вам нужную картинку.

Не забываем – после рассверливания, нужно сделать зенковку матрицы.

Работы на токарном станке:

• На червячный редуктор необходимо надставить вал и соединить его с валом роликов. Нам нужно выточить такой вал. Соединения вала должно быть обязательно через сквозной шплинт, чтобы в работе вал не поднимался с пуансоном. На валу нужно сделать переход от большего диаметра к меньшему. Это делается для того чтобы на данный переход подкладывать шайбочки и регулировать зазор между матрицей и роликами;
• Нужно выточить ролики;
• Вытачиваем пуансон.

Сборка

После вытачивания роликов на них можно нарезать обычной болгаркой полосы. На пуансон одеваются подшипники и затем ролики. Весь узел собирается.

Следующим шагом будет крепление червячного редуктора к корпусу. Все крепления лучше делать на болты и минимум пользоваться сварочным аппаратом.

Вырезаем площадку под электродвигатель, устанавливаем его и соединяем с помощью шкивов с червячным редуктором. Выводим провода и при необходимости подключаем двигатель, делаем кнопку включения выключения станка.

Производим заключительную сборку гранулятора и его пуско наладку.

(голосов пока нет)

Загрузка...