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双膜vs平模造粒对比:双层模具如何实现产量倍增与低能耗?

发布日期:2025-12-08 11:00:50浏览次数:4



在有机肥、饲料、生物质颗粒等固废资源化利用领域,造粒机是实现物料“成型提质”的核心装备。平模造粒机作为传统经典机型,凭借结构简单、操作便捷的优势,长期占据中小规模生产场景。但随着产业规模化升级,其产量低、能耗高、模具磨损快等短板日益凸显。双膜造粒机(又称双层膜造粒机)的问世,以创新的双层模具结构打破了这一瓶颈,在同等工况下实现产量倍增与能耗下降的双重突破。本文通过双膜与平模造粒机的全方位对比,深度揭秘双层模具的技术优势与高效生产逻辑。

核心结构对决:平模与双膜的模具设计差异

造粒机的产能与能耗核心取决于模具与压轮的配合方式,平模与双膜造粒机的本质差异集中体现在模具结构与物料成型路径上,这一差异直接决定了两者的性能鸿沟。

平模造粒机采用“单平面模具+单侧压轮”的经典结构:圆形平模水平放置,模具表面均匀分布圆柱形造粒孔,上方配备1-2个压轮。工作时,电机驱动平模旋转,压轮在物料摩擦力作用下随模转动,将模面物料挤压入造粒孔,物料在孔内成型后由模下顶杆推出,完成造粒过程。这种结构的优势在于模具加工难度低、更换便捷,但致命缺陷是“单工作面受限”——仅模具上表面与压轮接触形成有效成型区域,单位时间内处理物料量存在天然上限;同时,压轮对模面的压力集中于单侧,易导致模面磨损不均,需频繁维护调整。

双膜造粒机则采用“双层立体模具+双侧压轮”的创新设计:两组环形模具上下同轴布置,形成“上层模具+中层压轮组+下层模具”的三明治结构,每组模具内圈均分布高密度造粒孔,中层压轮组采用对称式双压轮设计,分别与上下层模具内圈紧密贴合。工作时,电机通过差速传动系统驱动上下模具同步反向旋转,压轮组固定不动,物料从设备顶部进料口进入后,经分料盘均匀分配至上下两层模具与压轮的接触区域,同时完成两次挤压成型,最终从上下模具外侧同步出料。这种双层叠加设计,使设备在不显著增加机身尺寸的前提下,实现了“双倍有效成型面积”,为产量倍增奠定了结构基础。

产量维度:双层模具的“空间复用”与产能突破

产量不足是平模造粒机的核心痛点,而双膜造粒机的双层模具通过“空间复用”与“并行成型”机制,实现了产能的跨越式提升,这一优势在规模化生产中尤为突出。

平模造粒机的产能瓶颈源于“单工作面+低孔密度”:受限于单侧压轮的施压范围,平模的有效造粒区域仅为模面的60%-70%,且为避免压轮干涉,造粒孔间距需保持较大距离,常规φ800mm平模的造粒孔数量仅300-400个;同时,物料在平模孔内的成型路径为“单向挤压+单次推出”,单位时间内单孔出料量固定,φ800mm平模造粒机的常规产能仅为0.5-1吨/小时。若要提升产量,需增大平模直径(如φ1200mm),但会导致设备体积剧增、运转稳定性下降,且产能提升幅度仅为50%-80%,无法实现倍数增长。

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双膜造粒机的双层模具通过三重设计突破产能限制:一是“双倍成型面积”,以上下两组φ600mm环形模具为例,每组模具的有效造粒孔数量可达450-500个,两组合计孔数较单台φ800mm平模提升1.5倍;二是“并行成型流程”,物料经分料盘后同步进入上下两层模具,实现“一次进料、两次成型、同步出料”,单位时间内成型次数较平模翻倍;三是“高密度孔设计”,环形模具的内圈受力更均匀,可缩小造粒孔间距,孔密度较平模提升30%-40%。实测数据显示,单台φ600mm双膜造粒机的产能可达1.2-1.8吨/小时,较同功率的φ800mm平模造粒机(0.5-1吨/小时)实现1.5-2倍产能提升,而设备占地面积仅增加20%,空间利用率显著优化。

能耗维度:对称施压与传动优化的节能逻辑

在规模化生产中,能耗成本占比可达生产总成本的20%-30%,双膜造粒机的低能耗优势源于双层模具的对称施压设计与传动系统优化,较平模造粒机实现15%-25%的节能效果。

平模造粒机的高能耗源于“单侧受力不均”与“能量损耗大”:单侧压轮对平模的施压会产生横向偏心力,导致平模运转时出现振动,电机需额外消耗30%-40%的功率克服振动能耗;同时,物料在平模孔内的单向挤压易形成“死料区”,增加挤压阻力,进一步提升能耗。以产能1吨/小时的平模造粒机为例,其电机功率需配置15-18kW,单位产品能耗为15-18kWh/吨。

双膜造粒机的节能逻辑体现在三个层面:一是“对称受力平衡”,中层双压轮分别对上下层模具施加压力,形成纵向对称受力,彻底消除横向偏心力,设备振动幅度较平模降低60%-70%,振动能耗损失减少80%以上;二是“优化传动效率”,采用差速齿轮箱驱动上下模具同步反向旋转,传动效率从平模的85%提升至95%以上,减少动力传输损耗;三是“低阻力成型”,环形模具的内圈挤压路径更短,物料在孔内的流动阻力较平模降低20%-30%。实测显示,产能1.5吨/小时的双膜造粒机仅需配置18-22kW电机,单位产品能耗降至12-14.7kWh/吨,较同产能平模造粒机(需22-25kW电机,单位能耗22-25kWh/吨)节能25%-30%。

品质与运维:双层模具的附加优势

除产量与能耗的核心优势外,双膜造粒机的双层模具设计还在颗粒品质、模具寿命、运维成本等方面展现出显著优势,进一步提升其综合性价比。

在颗粒品质方面,双膜造粒机的对称施压使物料在造粒孔内受力更均匀,颗粒密度偏差控制在5%以内,较平模造粒机(偏差10%-15%)显著提升;同时,双层模具的同步成型使颗粒长度更一致,合格率从平模的85%-90%提升至95%以上。在模具寿命方面,平模的单侧磨损导致其更换周期仅为15-20天,而双膜造粒机的上下模具受力均匀,磨损速度减缓40%-50%,更换周期延长至30-40天;且环形模具的耗材成本较同直径平模降低20%,长期运维成本显著下降。在运维便捷性方面,双膜造粒机采用“模块化模具设计”,上下模具可独立拆卸更换,无需整体停机,维护时间较平模缩短50%,设备有效运行时间提升10%-15%。

场景适配:双膜与平模的选型建议

尽管双膜造粒机优势显著,但并非所有场景都适用,需结合生产规模、物料特性、成本预算等因素科学选型。

平模造粒机更适用于中小规模生产场景:如年产5000吨以下的有机肥小厂、实验室小批量试产、或处理流动性差的高粘物料(如新鲜鸡粪)时,其结构简单、模具更换成本低的优势更突出。双膜造粒机则适配规模化、标准化生产场景:如年产1万吨以上的有机肥企业、生物质颗粒厂、或对颗粒品质要求高的饲料生产领域,其产量高、能耗低、运维稳定的优势可转化为显著的经济效益。以年产2万吨有机肥企业为例,采用双膜造粒机较平模造粒机每年可节省电费约12万元,减少模具更换成本3万元,因颗粒品质提升带来的售价溢价可达5%-10%,综合收益提升显著。

结语

双膜造粒机相较于平模造粒机的产量倍增与低能耗优势,本质上是模具结构创新带来的“空间复用”与“受力优化”的技术突破。在固废资源化利用产业向规模化、高效化、低碳化转型的背景下,双膜造粒机凭借其综合性能优势,正逐步取代平模造粒机成为主流机型。未来,随着双层模具材料的升级(如采用耐磨陶瓷涂层)与智能化控制(如压力自动调节)的融入,双膜造粒机将实现更高产能、更低能耗与更优品质的突破,为相关产业的高质量发展提供更有力的装备支撑。


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