УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ЖИДКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК B01J2/02 

Изобретение относится к технике гранулирования жидких материалов путем их разбрызгивания и охлаждения или сушки капель в полости грануляционной башни, например в производствах сложных минеральных удобрений (азофоски, известковой аммиачной селитры и др.).

Известно устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями (патент России 1734271, кл. В 01 J 2/02 от 1993 г.), содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане с образованием зазора с перфорированной боковой стенкой поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз диаметрами, разделяющими полость корпуса и стакана на периферийные кольцевые секции. Поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде горизонтальных колец.

При работе расплав с твердыми включениями в виде отдельных ламинарных потоков, образованных после прохождения распределительной решетки, подается на соответствующие поперечные кольцевые перегородки и далее - к вращающейся перфорированной боковой стенке корпуса. Так как стакан с поперечными кольцевыми перегородками установлен неподвижно, то при вращении корпуса с перфорированной боковой стенкой возникает эффект "проскальзывания" жидкого материала около этой вращающейся стенки (расплав движется внутри корпуса с угловой скоростью, значительно меньшей угловой скорости корпуса). Это заставляет жидкий материал поступать в выходные отверстия почти тангенциально и дает возможность значительно увеличить сечение выходных отверстий, например, до 3,6-4,6 мм, что, с одной стороны, предотвращает их засорение содержащимися в жидком материале твердыми включениями, а с другой стороны, обеспечивает получение основной фракции 1,0-6,0 мм гранул около 85%. Так как при "проскальзывании" жидкого материала около вращающейся перфорированной стенки каждое ее выходное отверстие работает неполным сечением, на выходе образуется тонкая струя жидкого материала, которая затем распадается на капли (гранулы). При этом значительно уменьшается диаметр факела разбрызгиваемого материала.

Основным недостатком известного устройства является низкая равномерность грансостава готового продукта на выходе. Данный недостаток обусловлен тем, что поперечные кольцевые перегородки, закрепленные на неподвижном стакане, выполнены в виде горизонтальных колец. Поэтому поступающий сверху на горизонтальную поверхность соответствующей перегородки поток расплава, предназначенный для переработки соответствующей периферийной секцией гранулятора, распространяется по горизонтальной поверхности кольцевой перегородки в обе стороны: и к периферии, и к центру. Его значительная часть переливается вниз на следующую перегородку, что турбулизирует потоки расплава, поступающего на каждую нижерасположенную горизонтальную перегородку, затрудняя поступление расплава по ним к вращающейся перфорированной стенке корпуса. Нижние перегородки (секции) оказываются перегруженными гранулируемым жидким материалом, что нарушает равномерное распределение расплава по высоте корпуса гранулятора.

Известно, кроме того, устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями (патент Российской Федерации 1807604, кл. В 01 J 2/02 от 1993 г. - прототип), содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане с образованием зазора с перфорированной боковой стенкой корпуса поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз диаметрами, разделяющие полость корпуса и стакана на периферийные кольцевые секции. Поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде полых усеченных конусов, направленных вершиной вверх.

При работе жидкий гранулируемый материал поступает через питающий патрубок с распределительной решеткой внутрь стакана, рассекается поперечными кольцевыми перегородками на отдельные ламинарные потоки, которые направляются в соответствующие периферийные кольцевые секции к вращающейся перфорированной боковой стенке корпуса и истекают наружу в виде отдельных струй, распадающихся затем на капли, которые в дальнейшем отверждаются и превращаются в гранулы. Это дает, по сравнению с ранее рассмотренной конструкцией, некоторое улучшение грансостава готового продукта на выходе.

Основным недостатком известного устройства является то, что жидкий гранулируемый материал подается к вращающейся перфорированной стенке корпуса в каждую периферийную кольцевую секцию, образованную смежными поперечными кольцевыми перегородками, снизу. Это вызывает неравномерность загрузки выходных отверстий перфорированной стенки корпуса по высоте каждой периферийной кольцевой секции, и, как следствие, снижает равномерность грансостава продукта на выходе. Нижние отверстия перфорированной стенки каждой периферийной кольцевой секции перегружены и дают укрупненную фракцию гранул, верхние отверстия, наоборот, недогружены и дают более мелкую фракцию гранул ("пылят"). Увеличение же количества поперечных кольцевых перегородок (увеличение количества кольцевых секций) ведет к резкому снижению производительности устройства, так как приходится вынужденно уменьшать количество выходных отверстий в перфорированной стенке корпуса (выполнение выходных отверстий напротив наружных краев поперечных кольцевых перегородок недопустимо, т.к. они будут сильно "пылить"). Таким образом, известное устройство, вследствие неравномерного подвода жидкого материала к перфорированной стенке корпуса по высоте каждой кольцевой секции, не позволяет получать на выходе продукт с высокой равномерностью по грансоставу. Также наблюдается и повышенное содержание в продукте "ретура" (некондиционного продукта).

Цель настоящего изобретения - повышение равномерности грансостава готового продукта на выходе.

Указанная цель достигается тем, что устройство для гранулирования жидких материалов, содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз внутренними диаметрами, образующими в стакане периферийные кольцевые секции, снабжено дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, неподвижно установленными на стакане снаружи, каждая из которых расположена под соответствующей поперечной кольцевой перегородкой и образует с ней пару, при этом стакан на участках между образующими пару перегородками выполнен цельным, а боковые сквозные пазы выполнены только на участках стакана, расположенных за пределами пар. При этом дополнительные поперечные кольцевые перегородки могут быть выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз.

Благодаря тому что устройство снабжено дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, неподвижно установленными на стакане снаружи, каждая из которых расположена под соответствующей поперечной кольцевой перегородкой и образует с ней пару, при этом стакан на участках между образующими пару перегородками выполнен цельным, а сквозные пазы выполнены только на участках стакана, расположенных за пределами пар, подвод гранулируемого жидкого материала в каждую кольцевую периферийную секцию корпуса, образованную соседними дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, и далее к его перфорированной боковой стенке осуществляется сверху. Таким образом, в отличие от известных устройств, уменьшается давление гранулируемого жидкого материала на нижние ряды выходных отверстий боковой стенки вращающегося корпуса, расположенные вблизи дополнительных поперечных кольцевых перегородок, что снижает их перегрузку. Гранулируемый жидкий материал более равномерно распределяется по высоте каждой периферийной секции корпуса и всего корпуса в целом, что повышает равномерность грансостава на выходе.

За счет того что дополнительные поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз, эффект разгрузки рядов выходных отверстий перфорированной боковой стенки вращающегося корпуса, находящихся над этими дополнительными поперечными кольцевыми перегородками еще более усиливается, что повышает равномерность распределения гранулируемого материала по высоте каждой периферийной секции корпуса, и, следовательно, грансостав готового продукта на выходе.

В располагаемых нами источниках информации отсутствуют устройства с указанными отличительными признаками.

Сущность изобретения поясняется чертежами и описанием.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе.

На фиг.2 - вариант выполнения дополнительных поперечных кольцевых перегородок.

Устройство для гранулирования жидких материалов содержит вращающийся корпус 1 с перфорированной боковой стенкой, закрепленный на нижнем конце вала 2, верхний конец которого связан с приводом (на фиг. не показан) вращательного движения. В верхней части корпуса 1 неподвижно установлен питающий патрубок 3, на выходе которого размещена распределительная решетка 4, к которой неподвижно прикреплен одинаковой формы с корпусом 1, но меньшего диаметра, стакан 5 со сквозными пазами 6 для прохода гранулируемого материала. Стакан 5 расположен в корпусе 1 коаксиально с образованием между перфорированной стенкой корпуса 1 и стаканом 5 зазора величиной "S". На стакане 5 неподвижно закреплены поперечные кольцевые перегородки 7 с уменьшающимися сверху вниз внутренними диаметрами, разделяющие полость стакана 5 по высоте на периферийные кольцевые секции. Снаружи на стакане 5 неподвижно установлены дополнительные поперечные кольцевые перегородки 8, образующие со стенкой корпуса 1 незначительный по величина зазор "Q" (около 1,0 мм) и секционирующие по высоте периферийную полость корпуса 1 на отдельные кольцевые секции. Каждая дополнительная поперечная кольцевая перегородка 8, расположенная под соответствующей кольцевой перегородкой 7, образует с последней пару, при этом стакан 5 на участках между образующими пару перегородками 7 и 8 выполнен цельным, а сквозные пазы 6 для прохода гранулируемого материала к перфорированной стенке корпуса 1 выполнены только на участках стакана 5, расположенных за пределами пар. Перегородки 7 преимущественно выполняются в виде усеченных конусов, направленных вершиной вверх, так как дают лучшее разделение общего потока жидкого материала, поступающего в полость стакана, на отдельные кольцевые потоки, переправляемые затем через сквозные пазы 6 в периферийные кольцевые секции вращающегося корпуса 1, образованные дополнительными поперечными кольцевыми перегородками 8, и далее к перфорированной боковой стенке вращающегося корпуса 1. Дополнительные поперечные кольцевые перегородки 8 преимущественно выполняются горизонтальными, но могут быть выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз, что уменьшает подпор жидкого гранулируемого материала к расположенным вблизи них выходным отверстиям боковой перфорированной стенки корпуса 1 и таким образом снижает их перегрузку жидким материалом и, следовательно, повышает равномерность загрузки выходных отверстий по высоте в каждой периферийной секции корпуса 1, образованной перегородками 8. Кроме того, такое выполнение дополнительных поперечных кольцевых перегородок 8 значительно снижает абразивный износ этих перегородок 8 и боковой перфорированной стенки корпуса 1 вблизи них содержащимися в гранулируемом материале частицами твердых нерастворимых включений, что повышает надежность устройства в работе. Для герметизации полости устройства служит торцевое уплотнение 9.

Устройство работает следующим образом.

Гранулируемый жидкий материал поступает через патрубок 3 к распределительной решетке 4 и в виде ламинарного потока направляется в стакан 5 с поперечными кольцевыми перегородками 7. Встречая на своем пути перегородки 7, жидкий гранулируемый материал разделяется на отдельные кольцевые потоки, направляемые через сквозные пазы 6 в соответствующие периферийные кольцевые секции вращающегося корпуса 1, образованные смежными дополнительными поперечными кольцевыми перегородками 8, и далее к перфорированной боковой стенке вращающегося корпуса 1. При этом гранулируемый жидкий материал подается к перфорированной боковой стенке корпуса 1 значительно выше дополнительных поперечных кольцевых перегородок 8. Переливаясь через сквозные пазы 6 в каждую периферийную секцию корпуса 1, жидкий гранулируемый материал под действием собственного веса распространяется по объему каждой периферийной кольцевой секции и равномерно подводится к выходным отверстиям перфорированной боковой стенки корпуса 1.

По сравнению с известными устройствами, такой подвод жидкого гранулируемого материала в каждую периферийную секцию корпуса 1 к его перфорированной боковой стенке позволяет снизить нагрузку нижних рядов выходных отверстий и увеличить нагрузку верхних рядов выходных отверстий по высоте каждой секции, то есть выровнить нагрузку всех выходных отверстий. Подводимый к выходным отверстиям перфорированной боковой стенки вращающегося корпуса жидкий материал истекает из них в виде более равномерных струй, которые в дальнейшем распадаются на капли с более равномерными размерами. При затвердевании эти капли превращаются в более равномерные по размеру гранулы, то есть улучшается грансостав готового продукта.

Изобретение предназначено для гранулирования жидких материалов путем их разбрызгивания и последующего охлаждения или сушки капель в полости грануляционной башни и может быть использовано, например, для производства сложных минеральных удобрений. Устройство содержит установленный с возможностью вращения корпус с перфорированной боковой стенкой, распределительную решетку и неподвижно установленный в корпусе стакан с закрепленными на нем поперечными перегородками, образующими в стакане периферийные кольцевые секции. На стакане снаружи установлены, под указанными выше перегородками, дополнительные поперечные кольцевые перегородки, образующие вместе с ними пару, при этом стенки стакана на участках между парами перегородок выполнены сплошными, а за пределами пар перегородок выполнены сквозные пазы. В устройстве за счет повышения равномерности поступления гранулируемого материала к выходным отверстиям в корпусе достигается улучшение грансостава продукта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для гранулирования жидких материалов, содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз внутренними диаметрами, образующие в стакане периферийные кольцевые секции, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, неподвижно установленными на стакане снаружи, каждая из которых расположена под соответствующей поперечной кольцевой перегородкой и образует с ней пару, при этом стакан на участках между образующими пару перегородками выполнен цельным, а боковые сквозные пазы выполнены только на участках стакана, расположенных за пределами пар. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительные поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз.