Stanowisko pomiarowe do empirycznej weryfikacji naprężeń zagęszczających podczas procesu aglomeracji ciśnieniowej

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Poznańska

• Jan Górecki,
• Aleksandra Biszczanik,
• Krzysztof Wałęsa,
• Dominik Wojtkowiak

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Przedmiotem wynalazku jest rozwiązanie konstrukcyjne stanowiska do empirycznej weryfikacji naprężeń zagęszczających podczas procesu aglomeracji ciśnieniowej. Istotną korzyścią jest także brak uszczelnień kontaktowych wykonanych z tworzyw sztucznych, w wyniku czego możliwe będzie ochładzanie i ogrzewanie elementów roboczych stanowiska. Konstrukcja ułatwia także wyjmowanie zespołu tulei zagęszczającej co z kolei usprawnia usuwanie peletu – cały zespół tulei zagęszczającej będzie wyjmowany, a pelet będzie mógł zostać wysypywany przez niekołowe otwory boczne. Co więcej zaślepione dno tulei dolnej zapewni, że podczas wyjmowania (ruch ku górze) pelet nie będzie się wysypywać. Jest to istotne z tego powodu, że masa produktu przed peletyzacją i po niej będzie mierzona i porównywana. Łatwe wyjmowanie zespołu tulei spowoduje również ograniczenie masy, którą badacz będzie podnosić w celu zważenia i wysypania produktu oraz umieszczenia go w środowisku ochładzającym lub ogrzewającym. Bardzo ważną korzyścią konstrukcyjną jest możliwość łatwej zmiany średnicy zagęszczania (np. rozmiaru matrycy – jej wysokości, średnicą oraz liczby i kształtów kanałów – które to parametry są zmienne w badaniach).

ISTOTA WYNALAZKU

Istotą wynalazku jest stanowisko pomiarowe do empirycznej weryfikacji naprężeń zagęszczających podczas procesu aglomeracji ciśnieniowej składające się z podstawy, zespołu tulei zagęszczającej oraz zespołu tłoka, połączonych ze sobą rozłącznie. Podstawa składa się z płyty dolnej, która jest połączona z tuleją podporową pomocą połączenia kształtowego oraz połączeń gwintowych ze śrubami. Z płytą dolną za pomocą połączeń kształtowych oraz wsporników połączone są również cztery słupy prowadzące. Zespół tulei zagęszczającej natomiast składa się z tulei dolnej z zaślepionym dnem i tulei górnej połączonych ze sobą za pomocą bezpośredniego połączenia gwintowego oraz połączenia kształtowego. Zespół tłoka składa się z płyty przesuwnej, do której zamocowany jest uchwyt popychacza za pomocą połączeń kształtowych z kołkami ustalającymi i połączeń gwintowych ze śrubami mocującymi. Do uchwytu popychacza w sposób rozłączny, za pomocą połączenia kształtowego, zamontowany jest popychacz z uchwytem osadzonym za pomocą trzpienia montażowego z rękojeścią. Do popychacza zamontowany jest wymienny tłok zagęszczający za pomocą połączenia gwintowego. Nadto płyta przesuwna wyposażona jest również w toczne łożyska liniowe zamocowane do niej poprzez połączenia kształtowe i uchwyty ze śrubami. Dodatkowo płyta przesuwna połączona jest również z uchwytem płyty przesuwnej, za pomocą połączenia gwintowego ze śrubą. Podstawa współpracuje z zespołem tulei zagęszczającej poprzez rozłączne połączenie kształtowe pomiędzy tuleją podporową, a tuleją dolną.
Podstawa współpracuje także z zespołem tłoka poprzez połączenie suwliwe słupów prowadzących osadzonych w płycie dolnej oraz łożysk liniowych osadzonych w płycie przesuwnej. Połączenie to zapewnia możliwość przesuwania się zespołu tłoka względem podstawy poprzez przyłożenie siły do uchwytu płyty przesuwnej, przy zachowaniu niewielkich oporów ruchu oraz właściwego pozycjonowania zespołów podstawy i tłoka względem siebie. Korzystnie tuleja dolna zespołu tulei zagęszczającej wyposażona jest w otwór stopniowany, przy czym płaska powierzchnia czołowa wytoczenia stanowi dolną powierzchnię ustalającą dla wymiennej tulei podporowej, stanowiącej podporę wymiennej matrycy zagęszczającej o wysokości h. Nadto tuleja dolna wyposażona jest również w przelotowy otwór rewizyjny o niekołowym kształcie, wykonany w płaszczyźnie równoległej do jej osi symetrii, umożliwiający kontrolowanie przebiegu zagęszczania i usuwanie powstałego produktu po procesie peletyzacji. Wymienna matryca zagęszczająca od góry jest podpierana i pozycjonowana poosiowo względem tulei dolnej za pomocą wymiennej tulei głównej z otworem tworzącym komorę roboczą o średnicy d, osadzonej w tulei górnej i pozycjonowanej względem niej poprzez połączenie kształtowe, przy czym otwór o średnicy d współpracuje z dopasowanym tłokiem zagęszczającym. Rozwiązanie zaproponowane według wynalazku przynosi następujące korzystne skutki techniczne i funkcjonalne:
- właściwe pozycjonowanie zespołu tulei zagęszczającej względem podstawy na połączeniu kształtowym elementów tulei podporowej z tuleją dolną,
- właściwe pozycjonowanie tłoka zagęszczającego względem płyty przesuwnej poprzez połączenie kształtowe płyty przesuwnej i uchwytu popychacza oraz popychacza.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Komercjalizacja wynalazku może zostać przeprowadzona dwutorowo, w postaci zaoferowania usługi badawczej oraz udostępnienia licencji umożliwiającej produkcje urządzenia w celu jego sprzedaży laboratoriom badawczo-rozwojowym działającym w obszarze zagęszczania oraz wytłaczania materiałów sypkich.
Wynalazek umożliwia wyznaczania modułu sprężystości wskazanych powyżej materiałów oraz badanie wartości siły oporu występującej w procesie wytłaczania, co jest niezwykle istotne w ramach działań mających na celu poprawę efektywności energetycznej procesów produkcyjnych jak np. przetwórstwo materiałów odpadowych.
W naszej opinii istotność usług i narzędzi pozwalających na optymalizacją procesów produkcyjnych pod kątem ich energochłonność, zyskuje na wartości dobie rosnących cen energii i walki z obniżeniem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery.