关键词：
水葫芦
可压缩性
压缩打包
设计
试验研究
摘要：
目前的水葫芦处理设备通常为大型固定式机械,需要安置于远离湖泊、河道的工厂内。由于自然状态下的水葫芦含水率极高且容积密度较大,依照传统处理模式对水葫芦直接进行打捞、运输、贮藏会耗费大量人力、物力,提高处理成本,不利于水葫芦的资源化处理。因此,需要综合分析压缩速度和物料初始含水率等因素对水葫芦可压缩性的影响,探索具有最佳经济性的水葫芦压缩密度,研制一种压缩打包机并探索打包工艺。本文以水葫芦为研究对象,进行了水葫芦可压缩性试验,得到了物料可压缩性随压缩密度、压缩速度与初始含水率的变化规律,确定了不同试验条件下的水葫芦最佳压缩密度;在此基础上,设计并试制了一台水葫芦压缩打包机,并通过试验确定了压缩打包最佳工艺参数组合。本文的主要研究内容与结论如下:（1）进行了水葫芦可压缩性试验。试验结果表明,压缩过程中的水葫芦体积模量与压缩密度的关系呈幂函数模型,压缩过程可以分为松散、过渡和压紧三个阶段,且松散和过渡阶段的物料具有较好的可压缩性。同时,当水葫芦压缩密度较小时,压缩速度对水葫芦可压缩性无明显影响,初始含水率为92.0%的水葫芦样本具有更好的可压缩性。（2）求解了不同试验条件下的水葫芦最佳压缩密度。不同试验条件下的水葫芦最佳密度集中于600～800kg/m3。在实际生产中,为获得较好经济效益,在满足生产要求的条件下,水葫芦打包密度宜取较小值,且不应超过最佳压缩密度。（3）设计并制造了水葫芦压缩打包机。在确定打包工艺方案的基础上,设计并试制了一台满足预期功能与试验要求的打包机,该设备主要由压缩装置、出料装置、辅助装置、液压系统和电控系统五部分组成。压缩装置主要完成物料的压缩与脱水,出料装置主要完成物料的推出与打包,辅助装置完成对设备的支撑与进料,液压系统提供动力,电控系统用于控制液压缸动作顺序。（4）开展了水葫芦压缩打包工艺参数优化试验。为探究打包工艺参数对压缩打包性能的影响,以喂入量、切碎度和保压时间为试验因素,打包密度、产量和含水率为评价指标,进行了探索三个主要工艺参数对打包工艺性能影响的单因素试验与正交试验。试验结果表明,对打包密度影响的主次顺序为:保压时间、切碎度、喂入量;对于产量影响的主次顺序为:喂入量、切碎度、保压时间;对于含水率影响的主次顺序为:喂入量、保压时间、切碎度。最佳工艺参数组合是:喂入量为7.0±0.1kg、切碎度为6.75±2.25%、保压时间为10s。对最佳工艺参数组合进行三次验证试验,结果表明打包工艺效果优于试验组,基本符合预期设计目标。
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