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解法10是引入改进的S
浏览: 发布日期:2019-03-20

  现代养殖业大量使用颗粒饲料,它是粉状饲料经过加工而成的,在颗粒饲料生产过程中,需要用蒸汽将物料进行预处理,物料与蒸汽混合后,进入制粒机制粒室进行压制颗粒。最终使粉状饲料(图1)加工成颗粒状饲料(图2)。随着饲料加工业的不断发展,对饲料的营养要求越来越高,有的饲料需要加入乳清粉等黏性较大的成分。进入制粒室前,要通过一段管道,该管道叫做制粒机进料管。在经过进料管时,部分蒸汽要从物料中析出,遇到“冷”的管内壁,会产生水滴凝结于其上,这些水滴会黏结物料,凝结管壁上。

  在生产过程中,部分蒸汽要从物料中析出,遇到“冷”的进料管内壁,会产生水滴凝结在进料口壁上,这些“水滴”会粘结物料,且会越黏越厚,导致其口径变窄,从而造成堵机现象,用黏性物料制粒时,物料黏壁现象会更加严重。

  现有解决方案是将下料管用保温材料包好,减少下料管壁与物料的温差,使析出的蒸汽不易在壁上凝结成水珠,防止物料黏壁。

  TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文简称,它是前苏联G.S.Ahshuller及其同事们在分析研究了世界上近250万件高水平发明专利,综合多个学科领域原理,法则的基础上提出的创新方法理论体系。TRIZ理论解决问题的途径有:技术矛盾和发明原理、物场分析和76个标准解、ARIZ方法、物理效应和知识库、理想解等方法,本例采用物场分析方法来解决问题。

  根据TRIZ理论问题标准解法的应用流程进行分析,颗粒饲料生产制粒机是一个技术系统,需要改进,进料管是该系统中的一个组成部分,该部分的功能不足,是需要改进的区域,问题描述为进料管堵塞,我们的需求是解决进料管黏料堵塞问题。按照图4的流程,建立物场模型,如图5,S.管内壁是水汽,S2是水汽,F是热力场。

  水凝结于管壁,对于进料管来说是产生有害作用,按照物场分析的理论,S2水汽黏结于管壁是由于温度场的作用造成的,按照图5,产生有害作用,应用1.2级标准解来解决问题。

  根据TRIZ理论的76个标准解的第一级“消除有害作用”的方法第九至第十三个标准解(见图6),解法9是引入S3消除有害作用,解法10是引入改进的S,或(和)S2消除有害作用,解法11是排除有害作用,解法12是用场F2来消除有害作用,解法13是切断有害影响。

  结合本案例,解法9是引入S3消除有害作用,运用本解,S1与S2将被S3分开,不适合本例;解法10引入改进的S,或(和)S:消除有害作用,这一方法要求对蒸汽或者管壁进行改进,蒸汽改进的可能性较小,改进管壁的化学状态成本较高;解法11是切断有害影响,要求引入S2,本例中已经有S2,也不适用。

  解法12是排除有害作用,解释为:系统中存在着有害作用和有益作用,且S.与S2必须接触,通过引入F2来抵消F1的有害作用,将有害作用转化为有益作用,与本案例较贴切。本案中低温的温度场是促成蒸汽凝结的主要原因。通过再引入~个温度场抵消引入排除温度场对的水蒸气凝结的作用,核心是消除F1低温热力场的有害作用。

  根据以上的分析,需要引进一个场F2,来消除低温场F1有害作用,该场同样是温度场,该场产生高温,抵消低温场的影响,如图7。

  根据制粒机本身的技术特点,将物场模型转化为技术方案,较为可行的方案有:

  (2)利用一种可以给下料管壁加热控温的物质,黏贴于下料管外壁,使下料管温度保持恒温,使析出的蒸汽无法在壁上结成水珠。

  (3)利用自身系统的能量,用系统自身的蒸汽,对下料管图7改进模型进行加热,加热后的蒸汽用作对物料预处理用,从而使物料无法结壁,保持了内壁的清洁卫生,保证了产品的质量,也实现了连续化生产。

  方案(1)只是减轻了结壁现象,没有彻底消除物料黏结现象。方案(2)使用电加热,使用起来不安全,且引入了新的能耗,并且使系统变得复杂。不是一种理想的方案。方案(3)运用热蒸汽,由于热蒸汽是生产中已经有的资源,本身最经济,对系统改变较小。经过对比,认为方案(3)最可行。

  最终方案确定为利用自身系统的能量,用系统自身的蒸汽对下料管进行加热,具体方案是在进料管的外侧增加一个蒸汽套管(图8),让蒸汽通过套管,彻底隔断低温对管内蒸汽的作用,加热后的蒸汽用作对物料预处理用。

  通过运用物场模型分析和76个标准解,采用物场有害作用模型的解法,提出可行的方案,基本解决了进料管堵塞问题,该方案经过技术试验,已经实现规模化生产。转载请注明:河南省富通新能源制粒机

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