УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ Российский патент 1994 года по МПК B01J2/00 

Изобретение относится к грануляционной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для гранулирования жидких материалов с суспендированными в них твердыми веществами, например при гранулировании из расплавов сложных минеральных удобрений.

Известно устройство для разделения на множество капель определенного размера струй жидкости с содержащимся в ней суспендированным твердым веществом (патент ЕПВ N 0033717, кл. В 05 В 17/04 от 12.07.81 г.).

Известное устройство содержит вертикальный корпус, выполненный в виде тела вращения, с перфорированным дном и патрубком ввода жидкости. Внутри корпуса около перфорированного дна размещен связанный штоком с источником вертикальных колебаний горизонтальный диск с выполненными в нем сквозными каналами конической формы.

При работе диску сообщают колебания в вертикальной плоскости с частотой около 50 Гц. При этом внутри корпуса образуются направленные вверх циркулирующие потоки, поддерживающие твердое вещество, содержащееся в жидкости, во взвешенном состоянии.

Недостатками известного устройства являются невысокие надежность в работе и технологические возможности, что поясняется следующим.

Известное устройство затруднительно использовать при переработке жидких материалов, содержащих твердые добавки, плотность которых значительна по величине, так как поддержание во взвешенном состоянии таких добавок требует значительной по величине амплитуды колебаний диска, что с одной стороны требует значительных затрат энергии на преодоление сопротивления жидкого материала, а с другой стороны оказывает негативное влияние на грансостав получаемого продукта вследствие возникновения в корпусе резких перепадов давления с частотой 50 Гц, которая не совпадает с требуемой частотой распада струй, величина которой, например, для расплавов минеральных удобрений, составляет обычно 450-650 Гц. Придание же диску колебаний с частотой 450-650 Гц и величиной амплитуды, необходимой для поддержания добавок во взвешенном состоянии, технически неосуществимо.

Значительные проблемы возникают также при использовании известного технического решения в грануляторах повышенной производительности, т.к. увеличение последней требует увеличения геометрических размеров дна для размещения в нем дополнительного количества отверстий, а следовательно и диаметра совершающего вертикальные колебания диска. Последнее вызывает необходимость значительного увеличения мощности привода колебательного движения, что снижает экономичность и надежность в работе.

Кроме того, в известном устройстве невозможна полная ликвидация застойных зон жидкости, что приводит к осаждению твердых добавок и постепенной забивке части отверстий, что снижает надежность в работе и равномерность грансостава готового продукта.

Известно, кроме того, описанное в патенте Франции N 2093396, кл. В 01 J 2/00, 1970 - прототип, устройство для гранулирования суспензий, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном и патрубком входа суспензии. Внутрь корпуса пропущен соединенный с приводом вращательного движения вал с установленными на нем в средней части пропеллерной мешалкой и в нижней части вблизи перфорированного дна пластинчатыми лопастями. Пластинчатые лопасти и пропеллерная мешалка могут вращаться с разной скоростью. При работе внутри корпуса происходит перемешивание суспензии, что по мнению авторов способствует поддержанию суспендированных частиц вещества во взвешенном состоянии и выведению их через перфорации дна из корпуса.

Недостатком известного устройства является невозможность полной ликвидации застойных зон частиц суспендированного вещества. Это объясняется тем, что при вращении пластинчатых лопастей около перфорированного дна суспензия подвергается воздействию центробежных сил, в силу чего частицы суспендированного вещества направляются к периферии перфорированного дна, где воздействие центробежных сил прекращается, и они оседают, накапливаются и постепенно, начиная с периферии, забивают выходные отверстия дна. Это ведет к необходимости частых остановок для очистки, что снижает надежность в работе. Кроме того, область использования известного устройства также ограничена. Оно практически непригодно для переработки суспензий с высокими концентрациями и плотностью частиц суспендированного материала, т.к. в этом случае необходимо создание внутри корпуса повышенной турбулизации суспензии, что в свою очередь негативно влияет на стабильность истечения струй гранулируемой суспензии из диспергирующих отверстий дна. Последнее вызывает неравномерность грансостава продукта на выходе и значительное повышение количества мелкой фракции (пыли) на выходе, что приводит к потерям готового продукта, загрязнению окружающего воздуха. Кроме того, в этом случае также наблюдается колебание факела разбрызгиваемого вещества, что нарушает стабильность теплового обмена в грануляционной башне и приводит, как правило, к увеличению налипаний на стенки башни, т.е. также снижает надежность в работе.

Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение области использования.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для гранулирования суспензии, содержащее корпус, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном, размещенные в корпусе около дна лопасти, входной патрубок суспензии, снабжено неподвижной питающей камерой, расположенной в верхней части корпуса и уплотненной с ним, радиальными перегородками, размещенными по всей высоте периферийной части корпуса и питающей камеры, закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, расположенными в корпусе, при этом радиальные перегородки непосредственно соединены с корпусом и втулкой с обтекателем, периферийная кольцевая часть дна выполнена сплошной, лопасти установлены неподвижно, корпус установлен под углом к вертикали, и входной патрубок суспензии укреплен сверху в приподнятой части питающей камеры.

Благодаря тому, что корпус установлен под углом к вертикали и снабжен радиальными перегородками, соединяющими его с закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, периферийная кольцевая часть дна выполнена сплошной и лопасти установлены неподвижно, предотвращается оседание и накапливание частиц суспендированного материала на перфорированную поверхность дна и забивка ими выходных диспергирующих отверстий, что обеспечивает высокую надежность в работе.

Благодаря тому, что устройство снабжено неподвижно питающей камерой, расположенной в верхней части корпуса и уплотненной с ним, радиальными перегородками, размещенными по всей высоте периферийной части корпуса и питающей камеры, закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, расположенными в корпусе, непосредственному соединению радиальных перегородок с корпусом и втулкой с обтекателем, и укреплению входного патрубка суспензии сверху в приподнятой части питающей камеры, обеспечивается непрерывная транспортировка оседающих в нижнюю часть наклоненного к вертикали корпуса суспендированных частиц независимо от их плотности в верхнюю часть корпуса, вымывание их вверху (во время прохождения каждой секции, образованной соседними радиальными перегородками, стенками питающей камеры, корпуса и втулкой с обтекателем, под питающим патрубком перерабатываемой суспензии) и смешение этих отмытых частиц с потоком вновь поступающей на переработку суспензии, и далее выведению их через выходные перфорации дна. Таким образом полностью ликвидируются все застойные зоны и отложения суспендированных частиц, что повышает надежность в работе и значительно расширяет область использования устройства за счет появляющейся возможности использования для переработки суспензий с повышенными концентрациями и плотностями твердых частиц.

В известных технических решениях не обнаружены указанные отличительные признаки в их совокупности.

На фиг.1 изображено предложенное устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема установки устройства в проеме грануляционной башни.

Устройство для гранулирования суспензии включает установленный под углом к вертикали корпус 1, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном 2. В верхней части корпус 1 снабжен неподвижной цилиндрической питающей камерой 3, уплотненной с корпусом сальником 4. В приподнятой части питающей камеры 3 сверху смонтирован входной патрубок 5 суспензии. Периферийная кольцевая часть дна 2 шириной "S" выполнена сплошной. Внутрь корпуса 1 и приемной камеры 3 пропущен полый приводной вращающийся вал 6, на котором с помощью гайки 7 закреплена втулка 8 с обтекателем 9. Внутри по всей высоте периферийной части корпуса 1 и питающей камеры 3 на одинаковом расстоянии друг от друга смонтированы радиальные перегородки 10, упирающиеся в сплошную кольцевую часть дна 2 и неподвижно соединенные непосредственно с корпусом 1, втулкой 8 и обтекателем 9. Через приводной полый вал 6 пропущен неподвижный шток 11, на конце которого около перфорированной зоны дна 2 неподвижно установлены лопасти 12. Уплотнение вала 6 обеспечивается снаружи сальником 13, изнутри - манжетой 14. На перекрытии 15 грануляционной башни устройство смонтировано с помощью кронштейнов 16. Для приведения вала 6 во вращение служит тихоходный электропривод 17.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

От привода 17 медленное (1-20 об/мин) вращательное движение сообщается валу 6 и от него соответственно втулке 8 с обтекателем 9, радиальным перегородкам 10 и корпусу 1 с перфорированным дном 2. Гранулируемая суспензия подается во входной патрубок 5 и поступает в приемную камеру 3 и корпус 1 с перфорированным дном 2 и истекает в виде струй в полость грануляционной башни, которые распадаются на капли и при охлаждении (нагревании) в газообразном агенте превращаются в гранулы. При вращении дна 2 с корпусом 1 происходит взмучивание суспензии неподвижными лопастями 12 непосредственно около перфораций дна 2, что препятствует забивке их частицами суспендированного вещества и обеспечивает повышенную надежность в работе и равномерный грансостав. Оседающие же в корпусе частицы суспендированного вещества под действием гравитационной силы частично выводятся подходящими потоками через выходные перфорации дна 2 наружу, а частично направляются в нижнюю неперфорированную зону дна 2, захватываются радиальными перегородками 10 и неперемещаются при вращении корпуса 1 в верхнюю (приподнятую) область перфорированного дна 2, откуда они вновь вымываются подаваемой на гранулирование суспензией и выводятся наружу. Благодаря тому, что входной патрубок 5 суспензии размещен в приподнятой части питающей камеры 3, а все внутреннее пространство камеры 3 и корпуса 1 разделено на отдельные сектора (а, б, в, г, д, е, ж, з), периодически, в верхнем положении каждого сектора, обеспечивается преимущественный (повышенный) по сравнению с другими секторами расход суспензии через этот сектор, направляемой к перфорированному дну 2, что препятствует образованию в этом секторе застойных зон и отложений суспендированного материала.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами обеспечивает надежную работу и равномерный грансостав продукта на выходе при переработке суспензии с более высокими концентрациями и плотностью суспендированных частиц, надежнее, экономичнее и удобнее в работе, за счет отсутствия застойных зон и самоочистки выходных отверстий.

Использование: гранулирование жидких материалов с суспендированными в них твердыми веществами. Сущность изобретения: корпус связан через радиальные перегородки, втулку, обтекатель с вращающимся валом. Суспензия поступает через патрубок в неподвижную приемную камеру и вращающийся корпус и через перфорированное дно истекает в виде струй, а затем в виде капель в полость грануляционной башни. Лопасти неподвижного штока, установленного в полости корпуса, взмучивают суспензию у перфорации дна. Корпус установлен под углом к вертикали, а входной патрубок укреплен сверху в приподнятой части питающей камеры. 4 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ, содержащее корпус, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном, размещенные в корпусе около дна лопасти, входной патрубок суспензии, отличающееся тем, что корпус установлен с возможностью вращения с малой скоростью, устройство снабжено неподвижной охватывающей верхнюю часть корпуса и уплотненной с ним цилиндрической обечайкой, образующей питающую камеру под давлением, радиальными перегородками, каждая из которых размещена по всей высоте внутренней боковой поверхности корпуса и питающей камеры, закрепленной на приводном валу втулкой с обтекателем, расположенным над перфорацией дна корпуса, при этом каждая радиальная перегородка непосредственно соединена с корпусом и втулкой с обтекателем, периферийная кольцевая часть дна выполнена сплошной, лопасти установлены неподвижно, корпус установлен под углом к вертикали и входной патрубок суспензии укреплен сверху в приподнятой части питающей камеры.