Как сделать пресс для топливных брикетов своими руками

Здесь вы узнаете:

В домашних условиях изготовление брикетов из опилок осуществляется по таким же технологиям, как и в условиях производственного предприятия, поэтому прежде чем приступать к созданию самодельного оборудования для решения такой задачи, необходимо вникнуть во все технологические нюансы производства данного топлива.

Технологическая схема производства топливных брикетов в промышленных условиях

Процесс производства брикетов для отопления начинается с измельчения исходного сырья, в качестве которого, как уже говорилось выше, могут быть использованы древесные опилки, стружка, а также отходы переработки сельскохозяйственных культур: шелуха пшеницы, гречихи, риса и подсолнечная лузга. После измельчения сырье для топливных брикетов тщательно просушивается до уровня влажности, составляющей порядка 10%.

Формирование из исходного сырья плотного брикета может быть осуществлено по одной из двух технологических схем. Для реализации каждой из них требуется соответствующее оборудование, а именно:

• пресс брикетировочный;
• пресс-экструдер.

Гидравлический пресс для изготовления топливных брикетов без использования связывающих веществ

Технология изготовления брикетов для отопления как в первом, так и во втором случае подразумевает оказание значительного давления на исходное сырье, в результате чего из древесины начинает выделяться лигнин – природный компонент, выступающий в роли связующего вещества. Таким образом, для изготовления брикетов можно не использовать дополнительные клеевые составы, что позволяет сохранить экологическую чистоту топлива.

Для производства евродров по первой технологической схеме используется механический или гидравлический пресс для брикетов, способный формировать усилие до 500 Бар. В результате такого силового воздействия происходит самопроизвольный разогрев используемого сырья и формирование из него плотного бруска прямоугольной формы.

Экструзионная схема изготовления топливных брикетов предполагает использование шнекового пресса, который способен оказывать на используемое сырье давление, значение которого доходит до 800–1000 Бар.

Схема работы пресса-экструдера

При реализации данной технологии производства евродров сырье загружают в приемный бункер, которым оснащен шнековый брикетировщик. Далее захваченное шнеком сырье проталкивается в зауженный канал пресса, где и происходит уплотнение материала под высоким давлением. При сдавливании в зауженной части рабочей камеры шнекового пресса для опилок происходит самопроизвольный разогрев сырья, в результате чего готовый брикет формируется при одновременном воздействии высокого давления и значительной температуры. Готовый брикет при его прессовании на шнековом оборудовании имеет вид шестигранного бруска, порезанного на отрезки требуемой длины.

Вот так брикеты выдавливаются шнеком

Типы станков для брикетирования

Раздумывая над тем, какой прес для изготовления брикетов будет самым лучшим для работы на дому, не помешает ознакомиться с устройством и особенностями работы самых популярных на сегодняшний день моделей установок, чтобы можно было выбрать оптимальный вариант. В этот перечень входят:

• Гидравлический станок, который является самым бюджетным и доступным из всех существующих прессов. Низкая цена такого оборудования обусловлена тем, что изготавливаемые с его помощью топливные пакеты получаются слишком рыхлыми и часто распадаются на мелкие фракции в процессе горения, не давая сильного и продолжительного жара.
• Шнековый пресс для опилок. Своими руками сделать конструкцию такого типа не так уж просто, так как она отличается довольно высоким уровнем сложности в изготовлении и предполагает использование определенных элементов типа шнека, который напоминает стальной спиральный стержень в обычных мясорубках. Тем не менее все приложенные усилия обязательно оправдают себя, так как брикеты, сделанные на установках шнекового типа, обладают высокой плотностью и способностью длительного горения.
• Пресс ударно-механического типа является одним из самых распространенных видов конструкции для самодельного изготовления брикетов, так как он не является слишком сложным в изготовлении. Что же касается готовой продукции, то на выходе получается что-то среднее между топливными пакетами, сделанными на гидравлической и шнековой установке.
• Пресс-гранулятор, который используется для переработки комбикормов. Такой станок также прекрасно подойдет для прессования топливного сырья, но при условии, что в переработку будет запущена исключительно мелкая его фракция.

Организовывая домашнее производство по изготовлению брикетов для отопления, следует учитывать его потенциальную мощность, объем и характеристики имеющихся материалов, которые будут обрабатываться прессом, а также наличие подручных средств для конструирования самодельной установки. Принять правильное решение поможет и детальное изучение плюсов и минусов разных типов установок.

Достоинства и недостатки моделей

Чаще всего в домашних хозяйствах и небольших производственных цехах применяются прессы гидравлического типа, которые могут работать от индивидуального или общего (группового) привода. Как правило, подобные устройства обладают такими преимуществами и недочетами:

• Для переработки в гидравлическом прессе могут применяться практически любые строительные отходы, включая дерево, деревянную стружку и опилки, остатки фанеры, сухие листья и пр.
• По сравнению с другими перерабатывающими агрегатами, гидравлический пресс имеет самый низкий уровень шума во время работы.
• Высокая прочность и надежность конструкции способствует максимально точной подаче сырья и практически моментальной его переработке, притом что некоторые агрегаты могут похвастаться наличием скоростного регулятора.
• Единственным недостатком такого оборудования является низкая плотность изготавливаемых брикетов.

То есть, гидравлический пресс больше подойдет тем людям, которые параллельно занимаются деревообрабатывающей промышленностью и не страдают от недостатка сырья. Если же материала для изготовления топливных брикетов не так уж много, то лучше присмотреться к любой другой конструкции, которая позволит изготавливать более плотные брикеты, способные долго и хорошо гореть.

Альтернативой гидравлическому прессу может стать шнековая установка, которая не только измельчает материал в труху, параллельно высушивая его, но и обеспечивает его максимальную плотность на выходе благодаря сильному давлению, создаваемому внутри агрегата. При этом стоит выделить такие плюсы и минусы шнекового станка:

• Устройство может похвастаться самой высокой эффективностью по сравнению с любыми другими аналогами.
• Обработка сырья в шнековых установках позволяет получать самые качественные брикеты идеальной формы с характерной полостью внутри, которые прекрасно выдерживают транспортировку на дальние расстояния и не рассыпаются в процессе горения.
• Одним из недостатков такого пресса является необходимость поддержания определенных условий эксплуатации для обеспечения полноценного рабочего процесса. К примеру, падение внутренней температуры внутри агрегата может быстро остановить производственный цикл.
• Стоимость такого оборудования, как правило, очень высокая, поэтому многим хозяевам приходится присматриваться к более бюджетным и менее производительным агрегатам.

Изготовление шнекового станка будет под силу только опытным мастерам, которые умеют пользоваться токарным станком. Кроме того, для конструирования этого сложного устройства понадобится только самая прочная и высококачественная сталь.

Оптимальным вариантом может стать ударный механический станок, который помимо опилок способен перерабатывать солому, каменную и древесную, угольную пыль, сухоцвет и любое другое сырье разных форм и размеров. Производительность такого оборудования значительно превышает те показатели, которые демонстрирует пресс гидравлического типа, но уступает шнековому станку.

При этом процесс обработки можно максимально автоматизировать и не уделять ему столько внимания, сколько требует обслуживание агрегата шнекового типа. В то же время стоимость таких станков слишком высока, поэтому многие мастера изготавливают подобные конструкции самостоятельно. Что же касается грануляторов, то они чаще всего используются для переработки самого мелкого сырья, хотя некоторые умельцы используют подобные установки для двойной переработки, сначала измельчая сырье и только потом приступая к его уплотнению в топливные пакеты.

Особенности конструкции прессовального аппарата

Самодельный пресс для брикетов — механический агрегат. Его ключевые элементы:

1. Рабочий стол-станина. На этом основании будут закреплены все конструктивные детали пресса.
2. Опорный каркас. Регулирует и направляет силовое усилие, которое человек оказывает на пресс.
3. Привод. Может быть ручным или механическим (гидро- или электродвигатель).
4. Пуансон. Это элемент привода, который оказывает непосредственное воздействие на сыпучую сырьевую заготовку.
5. Формовочная емкость. Должна иметь перфорационные отверстия.

Простейший пресс оснащен винтовым ручным приводом. Давление на заготовку создается путем закручивания винта. Ее производительность достаточно низка, поэтому такой пресс не получил широкой популярности в народе. На загрузку-выгрузку, закручивание винта тратится время и энергия. Сравнительно более совершенным выглядит пресс для брикетов с длинным рычагом и функцией самостоятельного выдавливания готового кирпича наружу. Подобный станок можно усовершенствовать, усложнив конструкцию гидравлическим домкратом.

Совет. Для ускорения процесса прессовки на рабочий стол приваривают вторую матричную форму.

Изготовление на основе других устройств

Если желания создавать пресс для изготовления брикетов с нуля нет, тогда можно попробовать переработать какое-то другое приспособление под такой механизм. Это может быть домкрат или небольшой гидравлический пресс, который дополнительно оснащается пуансоном и матрицей.

При этом важно понимать, что все самодельные установки не способны обеспечивать то давление, при котором происходит выработка лигнина. В результате к исходной массе добавляют ряд сторонних добавок, включая:

• недорогой клеящий состав (например, для обоев);
• глину (на 1 часть сырья берут 10 частей отходов);
• размокшую бумагу или гофрокартон.

Занимаясь производством станка под брикеты, важно учитывать такой этап, как измельчение сырья. Ручная резка материала не рекомендуется, поскольку подобная манипуляция занимает много времени и сил. Вместо этого рекомендуется задействовать дополнительные приборы, например, измельчитель из старой активаторной стиральной машинки, в который помещают ножи. Также можно купить роторный станок. Его задача заключается в измельчении растительных компонентов.

Важен также такой момент, как измельчение сырья, при чем ручная резка материала не рекомендуется, поскольку подобная манипуляция занимает много времени и сил

Для успешного изготовления рычажного или винтового пресса не нужно покупать дополнительные детали. Однако особыми рабочими свойствами такие устройства не обладают. Более эффективным окажется пресс из гидравлического домкрата, на который устанавливается электрический или ручной привод.

К готовому оборудованию добавляют пуансон, размеры которого сопоставимы с размерами матрицы, где проходит прессование. Для создания матрицы берут толстостенную трубу, в которой проделываются отверстия под вентиляционную систему. Матрицу дополнительно снабжают съемным дном — его можно будет убрать после получения готового брикета.

Пресс для изготовления топливных брикетов своими руками

Покупка готового оборудования для изготовления брикетов в зависимости от его мощности обойдется в сумму от 300 тыс. до 1 млн. руб.

Разумеется, для частника, желающего заняться изготовлением данного топлива чисто для собственных нужд, такие затраты нецелесообразны, поскольку окупятся они не скоро. Более правильным будет изготовить пресс из подручных материалов, тем более что ничего сложного в его конструкции нет.

Можно соорудить необходимое оборудование с нуля либо воспользоваться готовыми механизмами.

Схема

Рычажный и винтовой самодельный прессы не требуют применения покупных изделий, но и значительным усилием сжатия они похвастаться не могут. Предлагается собрать пресс на основе гидравлического домкрата или такого же пресса.

Он может быть оснащен электродвигателем либо ручным приводом:

1. К гидравлической установке присоединим пуансон. Его размеры должны соответствовать размерам матрицы, в которой сырье будет спрессовываться в брикет.
2. Саму матрицу изготовим из толстостенной трубы — это самый простой вариант. Для выхода воздуха и влаги в ее стенках будут проделаны отверстия.
3. Матрицу оснастим съемным дном. Удалив его, готовый брикет можно будет вытолкнуть пуансоном в приемный лоток.

Чертеж-схема изготовления брикетов из размоченной бумажной массы

Рабочий механизм поместим в корпус, снабженный для удобства транспортирования двумя ручками.

Необходимые материалы

Кроме гидравлической установки понадобятся кое-какие разновидности стального проката:

1. Швеллер.
2. Уголок равнополочный 100х100 мм.
3. Лист толщиной 3 – 6 мм. Из него будет вырезаться пуансон. Толщина заготовки зависит от диаметра матрицы: чем большим он будет, тем толще должен быть пуансон.

Из этого же листа вырежем съемное дно для матрицы.

1. Труба диаметром 25 – 30 мм — из нее будет изготовлен шток пуансона.
2. Толстостенная труба — заготовка для матрицы. Диаметр зависит от того, какого размера брикеты хочет получить пользователь. Чем тоньше они будут, тем выше их плотность, но производительность станка при этом уменьшится.
3. Труба большого диаметра — заготовка для корпуса миксера. Если подходящей трубы нет барабан можно сделать из листа жести.
4. Оцинкованная сталь для изготовления лотков.

Всего потребуется два лотка — для загрузки подготовленного материала в матрицу и для приема готовых брикетов.

Инструкция по изготовлению и сборке

Порядок операций при изготовлении пресса выглядит так:

1. Из швеллеров необходимо сварить основание устройства.
2. Из уголка делаем 4 стойки длиной по 1,5 метра. Они привариваются вертикально и с одинаковым шагом.
3. Далее из трубы или листа жести необходимо изготовить барабан, в котором будет перемешиваться сырье. Если у вас есть поломанная стиральная машина, барабан, а также подшипники, можно извлечь из нее.
4. Барабан нужно прикрепить к стойкам. Если есть возможность, его следует оборудовать электродвигателем. Если мотор является слишком высокооборотистым и понизить скорость вращения барабана до приемлемого значения за счет одной только разницы в диаметрах шкивов не удается, следует применить редуктор.
5. Под барабаном необходимо закрепить лоток, по которому подготовленный материал будет подаваться в матрицу.
6. В стенках трубы, используемой в качестве заготовки для матрицы, необходимо выполнить несколько отверстий диаметром 3 – 5 мм. Их надо распределить равномерно, чтобы воздух и вода выдавливались по всему объему брикета.
7. Снизу к матрице необходимо приварить фланец, к которому будет прикручиваться съемное дно. Это дно вырезается из стального листа в виде диска с проушинами.
8. Матрица приваривается или прикручивается к основанию под загрузочным лотком.
9. Из стального листа вырезаем круглый пуансон. Это просто диск, диаметр которого позволяет ему свободно входить в матрицу.

Шток изготавливается из трубы: достаточно диаметра 30 мм. Одной стороной он приваривается к пуансону, а другой — крепится к гидравлической установке.

Далее весь узел следует прикрепить к стойкам точно над матрицей.

Под матрицей фиксируем приемный лоток. Важно установить в таком положении, чтобы он не мешал снимать и устанавливать на место съемное дно матрицы.

Чтобы сократить время, затрачиваемое на извлечение готового брикета из матрицы, и сделать тем самым станок более производительным, к днищу матрицы можно приварить пружину с диском такого же диаметра, что и пуансон.

После отключения гидравлической установки и извлечения пуансона изделие будет выталкиваться пружиной автоматически.

Самая простая конструкция самодельного пресса

Существует несколько простых способов того, как сделать пресс для брикетов своими руками, используя имеющиеся в наличие механизмы и подручные материалы. Так, начинающий мастер может взять на вооружение следующие принципы:

• Наиболее примитивная конструкция самодельного пресса базируется на 10-сантиметровом равностороннем стальном уголке и пуансоне, изготовленной из листа нержавеющей стали с поперечным сечением в 3-6 мм. При этом в листовой заготовке должно быть предусмотрено специальное съемное дно, диаметр которого будет в точности соответствовать диаметру готового изделия.
• Если хочется повысить производительность установки, то стоит подумать о ее оснащении электродвигателем, который может быть дополнен редуктором, необходимым для убавления скорости оборотов мотора. Последняя мера необходима для того, чтобы избегать перегрева агрегата.
• В качестве материалов, необходимых для изготовления рабочих узлов общего механизма (штока, матрицы и пр.), лучше всего использовать стальную трубу с поперечным сечением в 2,5-3 см, а также толстостенные элементы с диаметром, соответствующим диаметру брикетных пакетов на выходе.
• В процессе сборки из металлического уголка выполняют 4 одинаковые стойки, которые устанавливаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Из листовой стали вырезают и варят барабан, предназначенный для вращения и смешивания сырья, который можно смело заменить элементом, позаимствованным у вышедшей из строя стиральной машинки. Между барабаном и матрицей устанавливается лоток, притом что съемное дно последнего элемента фиксируется с помощью фланцев. Само дно выглядит, как листовой нержавеющий диск с проушинами.
• Пуансон также рекомендуется изготавливать из нержавеющей стали, придавая ему круглую форму (диаметр этой важной составляющей должен соответствовать диаметру матрицы). Соединять пуансон с гидравлической установкой должен шток, который выполняют из трубы с 3-сантиметровым диаметром.

Следует отметить, что самодельный станок для изготовления брикетов из опилок не способен продуцировать в процессе прессования необходимое для связки мелких частиц вещество, которое именуется лигнином. Именно поэтому в опилки рекомендуется добавлять его заменитель в виде обычного обойного клея, предварительно размоченного гофрокартона и речной глины (1 часть клейковины на 10 частей сухого сырья).

Доступные способы создания давления

Существует три распространенных способа достижения давления, которые хорошо подойдут для самостоятельно изготовленного пресса для получения топливных брикетов: применение рычага, гидравлического домкрата или винта. Каждый из них по-своему хорош, а их реализация на практике не очень сложна.

Использование мускульной силы и рычага

Обычно в качестве рычага берут металлическую трубу. Она не должна сгибаться под воздействием мускульной силы человека. Например, хорошо подойдет усиленная водопроводная труба диаметра 40 или 50 мм с толщиной стенки 4 – 4.5 мм.

Формула для расчета силы давления поршня (m) в зависимости от прикладываемого человеком усилия (M), расстояния от поршня до точки крепления рычага (l) и его общей длины (L)

Длину рычага и расстояние от точки опоры до соединения с поршнем выбирают не только ориентируясь на достижение нужного давления. Еще один немаловажный параметр – глубина погружения поршня в стакан (h, см).

Ее рассчитывают по формуле:

Здесь R (см) – высота, на которую опустится конец рычага.

Желательно сделать конструкцию таким образом, чтобы глубина погружения поршня была достаточной для формирования брикета без повторного сжатия с предварительной досыпкой материала. Это сильно увеличит темп производства.

Необходимую глубину погружения поршня (h, см) можно рассчитать, зная исходную сухую (q1) и брикетированную (q2) плотность сырья и высоту стакана (H):

h = H * (1 – q1 / q2)

Если по какой-либо причине произошла ошибка (как правило, из-за неправильного определения значения исходной плотности сырья) и глубины погружения поршня недостаточно для придания нужной твердости изделию, то необязательно переваривать всю конструкцию.

Можно или уменьшить высоту стакана, или, досыпая опилки, прессовать один брикет за два или три прохода.

Применение гидравлического домкрата

Для создания сильного давления используют гидравлические устройства, такие как привычные бутылочные домкраты. Как правило, в хозяйстве, где есть автомобиль или другая техника, такие гидроагрегаты есть, однако их грузоподъемность может быть недостаточна.

Конструкция типового гидравлического пресса состоит из рамы и подвижной балки, на которую ставят домкрат. Возврат системы в исходное положение происходит за счет действия пружин

Домкраты стоят недорого. Так, модели, рассчитанные на 30-40 тонн, можно приобрести менее чем за 5 тысяч рублей. А с такими показателями уже можно получать брикеты большого сечения или сразу несколько (3-5) экземпляров обычного размера.

Для получения нескольких брикетов одновременно, нужное количество пресс-форм ставят в ряд. Средняя подвижная рама должна быть прочной, чтобы со временем она не прогнулась. Лучше всего ее выполнить из двутавровой балки или толстостенной профильной трубы.

Сам процесс прессования проходит дольше, чем при использовании рычажной конструкции. Однако применение мощного гидравлического домкрата позволяет добиться гораздо большего удельного давления на заготовку. Брикеты получаются более ровные и плотные и уже имеют привлекательный товарный вид.

Винтовой механизм прессования

Принцип действия ручного винтового пресса аналогичен рычажному, только прилагаемое усилие передается под углом в 90°. Чем больше диаметр рукоятки и меньше шаг резьбы, тем больше коэффициент увеличения давления.

Винтовой пресс для опилок похож на устройство для отжима сока. Однако создаваемое в нем давление гораздо больше. Поэтому и прочность резьбового механизма должна быть выше

Такая конструкция также позволяет создавать большее давление, чем станок на основе рычажного механизма. Значимым ее минусом является наиболее медленная среди представленных вариантов скорость работы.

Однако к плюсам можно отнести:

• простоту конструкции;
• возможность купить такой пресс за небольшие деньги с незначительной доработкой под нужды брикетирования;
• маленький размер.

При работе с винтовым прессом не следует его использовать “до упора”, когда физических сил уже не хватает, чтобы провернуть механизм. В этом случае на резьбу с одной стороны действует сила прилагаемая человеком, а с другой (под 90°) – сила сопротивления получаемого брикета. Это приведет к быстрому износу резьбы или ее срыву.

Чтобы не переусердствовать и не поломать механизм нужно добиться достаточного результата на пробных экземплярах и либо установить фиксатор, либо сделать маркером метку на резьбе, отмечающую ее максимально допустимое положение.