УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ Российский патент 1998 года по МПК B01J2/02 B29B9/10 

Изобретение относится к центробежным грануляторам плава, широко используемым в химической промышленности для производства карбамида, селитры и других удобрений, и может быть использовано в других производствах химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности.

Известно устройство (авт. св. N 806096, кл. B 01 J 2/02) для гранулирования расплавов, выполненное в виде камеры с возможностью вращения, в которой установлен поршень с возможностью перемещения вдоль ее оси, который укреплен на полом штоке, соединенным с механизмом перемещения, выполненным в виде гайки, а на торцевой поверхности поршня установлены лопатки с диском.

Кроме того, устройство снабжено источником акустических колебаний, содержащим пластину, размещенную в камере.

Недостатком данного устройства является сложность в эксплуатации, так как при изменении расхода расплава каждый раз требуется регулировать положение поршня с лопастями непосредственно на грануляторе, для чего необходимо останавливать производственный процесс.

Вторым недостатком устройства является то, что в качестве акустических колебаний в нем установлен пневматический вибратор (авт. св. N 476038), стабильность работы которого зависит от многих факторов:
колебания давления и влажности воздуха в системе;
равномерного распыливания масла в воздухе;
температуры окружающей среды;
износа шарика и других.

В процессе работы этот вибратор не имеет возможности поддерживать необходимую амплитуду и частоту колебаний при изменении расхода расплава или изменении числа оборотов камеры.

Размещенная в камере пластина при знакопеременной нагрузке неоднозначно передает импульсы давления на плав, что также не способствует стабильности выхода качественного продукта.

Задачей изобретения является получение стабильного монодисперсного гранулометрического состава продукта при изменении расхода расплава и при различных скоростях вращения камеры.

Поставленная цель достигается тем, что источник акустических колебаний выполнен в виде электромагнитного вибровозбудителя с упругим элементом, имеющим жесткость (4 - 15)•10³ кг/мм, на котором укреплен шток с пластиной, выполненной в виде профильного диска, отношение диаметра (d) которого к диаметру перфорированной камеры (D) составляет d/D = 0,1 - 0,15, а профиль диска с двух сторон выполнен в виде среза пластины половиной усеченного по большой оси сплюснутого эллипсоида вращения (сфероида) с соотношением его меньшей полуоси (в) к большей полуоси (а) в/а = 0,2 - 0,3, причем профильный диск установлен в центре перфорированной части камеры, но не ниже (0,2 - 0,4)•d от ее днища.

При этом механизм установки профильного диска выполнен в виде штанги, на которой подвешен вибровозбудитель. Упругий элемент вибровозбудителя выполнен в виде мембраны с центральным резьбовым отверстием для крепления штока с диском, а на центральной части ее укреплен датчик виброскорости.

Кроме того, в предлагаемом устройстве направляющие лопатки укреплены на крышке вращающейся камеры, а их свободные концы выдвинуты в сторону цилиндра, через который поступает плав, до диаметра профильного диска.

На фиг. 1 изображено устройство для гранулирования расплавов; на фиг. 2 - половина профильного диска в увеличенном масштабе с размерами большой и малой полуоси эллипса.

Устройство имеет установленную с возможностью вращения камеру 1 цилиндрической формы с глухим днищем и перфорированными стенками, на крышке которой закреплены направляющие лопатки 2. Камера закреплена на полом валу 3, установленном в подшипниках 4. На этом же валу закреплен шкив 5, связанный через клиноременную передачу с двигателем. Подшипники 4 установлены на опоре 6. На этой же опоре закреплен цилиндр 7 с штуцером 8 для подачи расплава. Через цилиндр в направляющих втулках 9 проходит шток 10, на конце которого установлен профильный диск 11, а другой конец штока жестко закреплен на упругом элементе 12 электромагнитного вибровозбудителя 13, который через штангу 14 и гайку 15 зафиксирован на опоре 16. На центральной части упругого элемента вибровозбудителя установлен датчик виброскорости 17.

Устройство работает следующим образом.

Подается электропитание на двигатель, и раскручивается перфорированная камера 1. Через штуцер 8 в камеру подается расплав, который лопатками 2 и центробежными силами отжимается к перфорированной стенке и создает напор, благодаря которому расплав струями начинает истекать из отверстий рабочей части камеры. В работу включают вибровозбудитель. Через упругий элемент 12 и шток 10 на профильный диск 11 передается частота и амплитуда колебаний, задаваемые прибором управления вибровозбудителя.

Указанный ранее профиль диска позволяет передавать в объем плава при знакопеременной нагрузке заданную частоту и амплитуду колебаний без искажений, а за счет его расположения в центре перфорированной части камеры, с учетом воронки от вращения, импульсы давления от вибрации равномерно распределяются по всему сечению камеры и дробят вытекающие струи на монодисперсные капли, что позволяет получить продукт однородный по грансоставу и, практически, без спутников.

При случайном изменении расхода расплава, т.е. уменьшении или увеличении нагрузки на устройство, с датчика виброскорости по обратной связи поступает сигнал на блок управления, который в автоматическом режиме уменьшает или увеличивает потребляемую мощность вибровозбудителя, что сохраняет заданные импульсы давления и позволяет стабильно выпускать продукт заданного грансостава. При запланированном уменьшении или увеличении нагрузки профильный диск устанавливается в камере путем опускания или подъема штанги 14, на которой подвешен вибровозбудитель. При этом останавливать производство не требуется.

Изобретение относится к центробежным грануляторам плава, широко используемым в химической промышленности для производства карбамида, селитры и других удобрений, и может быть использовано в других производствах химической, нефтехимической и фармацевтической промышленности. Устройство содержит установленную с возможностью вращения камеру, цилиндр для подачи расплава, направляющие лопатки и источник акустических колебаний. Камера имеет цилиндрические перфорированные стенки. Источник акустических колебаний выполнен в виде электромагнитного вибровозбудителя с упругим элементом, имеющим жесткость (4-15)•10³ кг/мм. На упругом элементе укреплен шток с пластиной, выполненной в виде профильного диска. Отношение диаметра (d) диска к диаметру (D) перфорированной камеры составляет d/D = 0,1 - 0,15. Профиль диска с двух сторон выполнен в виде среза пластины половиной усеченного по большой оси сплюснутого эллипсоида вращения с соотношением его меньшей полуоси (в) к большей полуоси (а), равным в/а = 0, 2 - 0,3. Профильный диск установлен в центре перфорированной части камеры, но не ниже (0,2 - 0,4)•d от ее днища. Изобретение позволяет получать стабильный монодисперсный гранулометрический состав продукта при изменении расхода расплава и при различных скоростях вращения камеры. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для гранулирования расплавов, содержащее установленную с возможностью вращения камеру с цилиндрическими перфорированными стенками, цилиндр для подачи расплава, направляющие лопатки и источник акустических колебаний, включающий укрепленную на штоке и размещенную в камере пластину, отличающееся тем, что источник акустических колебаний выполнен в виде электромагнитного вибровозбудителя с упругим элементом, имеющим жесткость (4 - 15) • 10³ кг/мм, на котором укреплен шток с пластиной, выполненной в виде профильного диска, отношение диметра d которого к диаметру D перфорированной камеры составляет d/D = 0,1 - 0,15, а профиль диска с двух сторон выполнен в виде среза пластины половиной усеченного по большой оси сплюснутого эллипсоида вращения с соотношением его меньшей полуоси b к большей полуоси a, равным b/a = 0,2 - 0,3, причем профильный диск установлен в центре перфорированной части камеры, но не ниже (0,2 - 0,4) • d от ее днища. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм установки профильного диска выполнен в виде штанги, на которой подвешен вибровозбудитель. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что упругий элемент вибровозбудителя выполнен в виде мембраны с центральным резьбовым отверстием, на которой непосредственно укреплен датчик виброскорости. 4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что направляющие лопатки укреплены на крышке вращающейся камеры, а их свободные концы выдвинуты в сторону цилиндра, через который поступает расплав, до диаметра профильного диска.