ГРАНУЛЯТОР Российский патент 2001 года по МПК B01J2/20 

Изобретение относится к электротехническому производству, а именно к устройствам гранулирования активных масс электродов химических источников тока.

Известен гранулятор (А.с. N 1792733 СССР), содержащий загрузочный бункер, запитывающий валок, установленный в бункере, формообразователь, выполненный в виде перфорированного диска, к поверхности которого примыкает прессующий элемент, выполненный в виде сплошного диска с окном для разгрузки. Перфорированный и сплошной диски расположены соосно. Гранулятор снабжен нагревателем, выполненным в виде кольцевого вектора и размещенным над формообразователем в промежутке между бункером и окном разгрузки.

Гранулятор позволяет получать гранулы активных масс химических источников тока стабильных размеров и физико-механических свойств. Однако при гранулировании высокопористых масс, обладающих повышенной адгезией к конструкционным сталям, наблюдается зависание гранул в отверстиях перфорированного диска, что приводит к нарушению процесса разгрузки гранулятора, значительным потерям электродной массы и снижению производительности за счет увеличения времени очистки перфорированного диска гранулятора.

Перед авторами стояла задача сокращения потерь материала при гранулировании и повышения производительности за счет сокращения потерь времени, связанных с очисткой перфорированного диска гранулятора. Поставленная задача решена тем, что отверстия перфорированного диска выполнены в форме усеченного конуса, расходящегося к низу и имеют в верхней части цилиндрический формообразующий поясок, причем отношение толщины H перфорированного диска к диаметру d формообразующего пояска равно 1,2-1,7 или 0,5-0,83 (H/d = 0,5-0,83 или H/d = 1,2-1,7), ширина t формообразующего пояска равна 0,1-0,2 толщины перфорированного диска (t = (0,1-0,20) H), а угол конусности отверстий равен 6-10^o.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1-3, где представлена схема гранулятора, и чертежом фиг. 4, на котором показана форма отверстий перфорированного диска.

Гранулятор состоит из формообразующего устройства, выполненного в виде двух прижатых друг к другу дисков - верхнего перфорированного 1 и нижнего сплошного 2 с окном 3 для разгрузки гранул, загрузочного бункера 4 с запитывающим валком 5 и нагревателя 6, расположенного над перфорированным диском и примыкающего к его поверхности. Нагреватель 6 выполнен в виде кольцевого сегмента и размещен в промежутке между бункером 4 и окном для разгрузки 3. На фиг. 4 показаны параметры отверстий диска 1:d - диаметр формообразующего пояска; t - толщина формообразующего пояска; H - толщина перфорированного диска; d - диаметр формообразующего пояска; t - толщина формообразующего пояска; Φ - - угол конусности отверстий.

Гранулятор работает следующим образом.

В загрузочный бункер 4 подают пасту активной массы. При движении вмазывающего валка 5 и диска 1 активная масса попадает в его отверстия и удерживается диском 2. Из активной массы, находящейся в отверстиях диска 1, удаляется избыток влаги за счет тепла от нагревателя 6. Во время сушки в зоне нагревателя 6 из пасты формируются твердые гранулы, и в результате усадки массы происходит отрыв гранул от стенок отверстий. При отношении H/d = 0,83 - 1,2 после отрыва гранул наблюдается зависание части гранул в отверстиях, так как такие гранулы достаточно легко проворачиваются под действием сил трения на их торцах, происходит деформирование, наблюдается разрушение части гранул, сколы краев.

При отношениях H/d = 0,5 - 0,83 и 1,2 - 1,7 положение гранул в отверстиях стабилизируется, проворачивания и зависания их в отверстиях не наблюдается.

При отношении H/d, большем 1,7 и меньшем 0,5, затрудняются подача и транспортировка гранул. Большая относительная длина или малая относительная толщина гранул способствует их зависанию в бункерах подачи. Кроме того, такие гранулы легко дробятся.

Ширина формообразующего пояска меньше 0,1H приводит к тому, что формуется гранула диаметром, большим диаметра пояска. Площадь контакта между гранулой и отверстием велика, и адгезионные силы на поверхности контакта достаточны для удержания гранул в отверстиях, поэтому нарушается стабильность процесса разгрузки гранул, гранулы не выпадают из отверстий. Увеличение ширины пояска более 0,3H также приводит к зависанию гранул в отверстиях.

При угле конусности отверстий менее 6 град. наблюдается зависание гранул. При угле, большем 10-15^o, достаточно свободно перемещаются в отверстиях, что приводит к сколам краев и попаданию массы в зазор между поддерживающим и перфорированным дисками. Это проводит к необходимости частой остановки гранулятора для очистки дисков. Кроме этого диски интенсивно изнашиваются.

Таким образом, оптимальными являются отверстия с формообразующим пояском, имеющие следующие параметры:
- отношение толщины перфорированного диска и диаметр пояска от 0,5 - 0,83 и 1,2 - 1,7;
- ширина пояска 0,1-0,3 толщины перфорированного диска;
- угол конусности конических отверстий 6-10^o.

Как видно из описания, предлагаемый гранулятор обладает изобретательским уровнем. Результаты испытаний позволяют судить о высокой стабильности процесса гранулирования. Гранулы не зависают в отверстиях перфорированного диска и не разрушаются в нем. Это позволяет исключить потери материала за счет зависания гранул в отверстиях перфорированного диска и забивание зазора между дисками гранулируемым материалом, что в свою очередь сокращает время на очистку гранулятора и повышает его реальную производительность.

Изобретение предназначено для получения гранул из паст активных масс и может быть использовано в химическом производстве для гранулирования порошковых материалов. Гранулятор содержит формообразователь в виде перфорированного диска и расположенного под ним и примыкающего к его поверхности сплошного опорного диска с окном для разгрузки, загрузочный бункер с запитывающим валком, расположенный над перфорированным диском, нагреватель в виде кольцевого сектора, размещенный в промежутке между бункером и окном для разгрузки. Отверстия в перфорированном диске выполнены в форме усеченного конуса, расходящегося книзу, и имеют в верхней части цилиндрический формообразующий поясок, ширина которого составляет 0,1-0,2 толщины перфорированного диска, отношение толщины перфорированного диска к диаметру формообразующего пояска составляет 0,5-0,83 или 1,2-1,7, а угол конусности отверстий равен 6-10^o. Гранулятор позволяет сократить потери гранулируемого материала и повысить производительность за счет сокращения потерь времени, связанных с очисткой гранулятора. 4 ил.

Гранулятор, содержащий формообразователь в виде перфорированного диска и расположенного под ним и примыкающего к его поверхности сплошного опорного диска с окном для разгрузки, загрузочный бункер с запитывающим валком, расположенные над перфорированным диском, нагреватель в виде кольцевого сектора, размещенный в промежутке между бункером и окном для разгрузки, отличающийся тем, что отверстия в перфорированном диске выполнены в форме усеченного конуса, расходящегося книзу, и имеют в верхней части цилиндрический формообразующий поясок, ширина которого составляет 0,1 - 0,2 толщины перфорированного диска, отношение толщины перфорированного диска к диаметру формообразующего пояска составляет 0,5 - 0,83 или 1,2 - 1,7, а угол конусности отверстий равен 6 - 10^o.