ГРАНУЛЯТОР Российский патент 2002 года по МПК B01J2/02 B01J2/26 

Изобретение относится к устройствам для получения гранул из расплавов и может быть использовано на предприятиях ювелирной и других отраслей промышленности, изготавливающих изделия методом литья по выплавляемым моделям, выполненным из термопластичных воскоподобных веществ.

Использование термопластичных воскоподобных веществ в качестве модельных составов для литья изделий из сплавов благородных и цветных металлов по выплавляемым моделям, сопряжено с определенными неудобствами - при дроблении, загрузке в плавильные устройства, объемно-весовых расчетах и хранений подобных веществ. Поэтому, наиболее эффективным представляется хранение и использование термопластичных, воскоподобных веществ на промежуточных стадиях производства в виде гранул.

Известен гранулятор, содержащий металлический корпус со штуцерами и форсунками. Через один из штуцеров загружается порошкообразный материал, через форсунки - связующее, через второй штуцер готовые гранулы удаляются из корпуса, внутри которого вращается вал с радиально расположенными стержнями (1). Указанное устройство не может быть использовано в качестве гранулятора термопластичных воскоподобных веществ, поскольку предназначено для обработки смеси порошкообразного материала со связующим.

Известно устройство для гранулирования расплавов, содержащее перфорированный корпус, имеющий форму обратного конуса, аксиально жестко закрепленный на полом валу, соединенном со средством подачи хладагента, разбрызгиваемого направляющими лопатками отражателя в зону образования гранул (2).

Известен также центробежный гранулятор расплавов, имеющий перфорированный корпус, внутри которого содержится коническая перфорированная труба, сквозь которую проходит полый вал для подачи газообразного хладагента. Расплав под давлением поступает через перфорации трубы в полость между трубой и корпусом. В эту же полость, через радиальные отверстия в нижней части вала, поступает газообразный хладагент, удаляемый затем через верх корпуса (3). По сравнению с аналогом (2) улучшаются состав и форма гранул. В то же время, аналоги (2) и (3) имеют общий главный недостаток, не позволяющий использовать эти устройства для гранулирования воска и подобных ему веществ - в процессе получения гранул расплав контактирует с жидким или газообразным хладагентом, и не может быть достигнута необходимая чистота расплава и гранул.

Наиболее близок к заявляемому изобретению по существенным признакам и промышленной применимости гранулятор синтетических смол, состоящий из плавителя смолы, транспортера из латунной ленты, охлаждаемой водой, устройства для подачи жидкого и газообразного хладагентов в рабочую зону и шестивалковой формующей машины. Смола из плавителя при температуре 125-130^oС подается на латунную ленту транспортера, где растекается по ширине ленты слоем толщиной 4-6 мм и охлаждается до 85-90^oС. Масса смолы поступает в зазор верхней пары валков и усредняется по толщине до 5 мм, а в зазоре второй и третьей пар валков на ленте расплава смолы нарезаются продольные и поперечные канавки. Далее смола в виде сформованной ленты снова поступает на транспортер и холодным воздухом охлаждается до 25^o-30^oС. При удалении с ленты транспортера застывшая смола разделяется на отдельные гранулы 5х5х5 мм (4).

Одной из важных особенностей термопластичных воскоподобных веществ, используемых в качестве модельных составов, является сравнительно узкий интервал температур переходов от одного состояния к другому. Так, температура плавления подобных веществ составляет 90-100^oС; температура каплепадения - 80-86^oС, температура застывания - 40-50^oС.

Поэтому, очевидно, что наиболее экономично и эффективно получать гранулы веществ типа модельных составов из постепенно застывающих капель расплава.

Гранулятор - ближайший аналог обеспечивает получение гранул, как указывалось выше, - из охлаждаемого в ходе обработки расплава смолы, а формирование гранул при этом производится с помощью формующей шестивалковой машины нанесением продольных и поперечных канавок на охлажденном расплаве и разделением полученной ленты с нанесенными канавками на гранулы определенного размера. Конструкция формующего узла в виде валков с зазорами не может обеспечить формирования гранул из расплавов воскоподобных веществ, исходя из физических свойств этих веществ. Конструкция гранулятора - ближайшего аналога не гарантирует расплав от засорений, от атмосферных и других загрязнений, не обеспечивая его чистоты. Разделение расплава на гранулы механическим путем может привести к повреждениям ленты транспортера.

Цель заявляемого изобретения - предложить конструкцию гранулятора расплавов термопластичных воскоподобных веществ типа модельных составов, обеспечивающую формообразование чистых и однородных по составу гранул заданных формы и размеров из капель расплава.

Поставленная цель достигается за счет того, что в конструкции гранулятора, включающей плавитель, ленточный транспортер, средство охлаждения расплава и ленты транспортера и систему формирования гранул, в систему формирования гранул включен каплеобразователь, металлический корпус которого имеет перфорированное дно и вмещает вал, способный составлять с внутренней поверхностью корпуса скользящую пару, а в продольном сквозном пазе вала, связанного с приводом вращения, размещена планка дозирования расплава, связанная с парой задающих эксцентриковых кулачков, жестко установленных в корпусе по обоим концам вала, причем продольные оси вала и ленточного транспортера расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Технический результат изобретения заключается в достижении поставленной цели: предложена конструкция гранулятора расплавов термопластичных воскоподобных веществ типа модельных составов, обеспечивающая формообразование чистых и однородных по составу гранул заданных формы и размеров из капель расплава, поступающего из плавителя в полость каплеобразователя, а оттуда, - под давлением дозирующей планки и собственного веса - через перфорации в дне корпуса - на охлаждаемую ленту транспортера, где капли, застывая, превращаются в гранулы.

Изложенная сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена кинематическая схема заявляемого гранупятора; на фиг.2 - общий вид каплеобразователя в аксонометрической проекции; на фиг.3 - разрез корпуса каплеобразователя, образованный плоскостью А-А, перпендикулярной оси корпуса и вала.

Гранулятор состоит из плавителя 1, связанного с каплеобразователем 2, металлический корпус 3 которого вмещает вал 4, имеющий сквозной продольный паз 5, в котором размещается планка 6 дозирования расплава, возможное перемещение которой ограничивается внутренним профилем пары задающих эксцентриковых кулачков 7, жестко установленных в корпусе 3 по обоим концам вала 4. Дно корпуса 3 каплеобразователя 2 выполнено перфорированным, а вал 4 снабжен приводом вращения 8. Другой привод 9 связан с ленточным транспортером 10. Каплеобразователь 2 имеет средство подогрева 11, способное предотвращать преждевременное охлаждение расплава, а транспортер 10 имеет средство охлаждения 12 ленты и расплава, а также - отражатели 13 для сброса сформированных гранул в тару 14. Средство охлаждения 12 - изолированные емкости с протечной холодной жидкостью (например - водой).

Гранулятор работает следующим образом. Из плавителя 1 расплав поступает в полость корпуса 3 каплеобразователя 2. Включением привода 8 (двигателя) вала 4 последний приводится во вращение, причем вал 4 и внутренняя поверхность корпуса 3 каплеобразователя 2 начинают работать качестве скользящей пары, а нагреватель 11 предохраняет поступающий расплав от преждевременного охлаждения. Вращение вала 4 вызывает перемещение дозирующей планки 6 в соответствии с конфигурацией задающих эксцентриковых кулачков 7, внутренний профиль которых рассчитан таким образом, что момент вертикального положения планки 6 совпадает с ее крайним нижним положением в корпусе каплеобразователя.

В результате, планка 6 продавливает расплав в виде капель сквозь перфорации дна корпуса 3 каплеобразователя 2 на движущуюся ленту транспортера 10. Капли расплава воскоподобного вещества, падая с высоты (регулируемой положением ленты транспортера) на охлаждаемую средством 12 ленту, преобразуются в гранулы, окончательное формообразование которых происходит к моменту схода их с ленты, успевают застыть и получить необходимые форму, размеры и жесткость.

Соотношение параметров получаемых гранул, скорости движения ленты транспортера и регулируемой высоты каплепадения выбирается экспериментальным путем и может быть изменено в допустимых пределах, например, - с помощью использования набора сменных дозирующих планок различных размеров.

Новизна заявляемого изобретения вытекает из содержания его сущности. Конструкция гранулятора позволяет утверждать о его соответствии критерию изобретательского уровня (например - наличие и конструкция узла каплеобразователя). Выполнены и требования критерия промышленной применимости, поскольку устройство и выполняемый с его помощью процесс осуществимы и пригодны для многократного воспроизведения в условиях цеха или участка любого промышленного предприятия, выпускающего ювелирные или подобные им изделия методом литья по выплавляемым моделям.

Источники информации, принятые во внимание при разработке заявляемого изобретения
1. А.С. СССР 1576189, МПК: 5 В 01 J 2/10, Б.И. 25, 1990.

2. А.С. СССР 1331582, МПК: 5 В 01 J 2/02, Б.И. 31, 1987.

3. А.С. СССР 1412800, МПК: 5 В 01 J 2/02, Б.И. 28, 1988.

4. Классен П.В., Гришаев И.Г., Шомин И.П. Гранулирование. М., "Химия", 1991, стр. 223 (строки 3-11).

Изобретение относится к технологии и оборудованию для гранулирования расплавов и может быть использовано на предприятиях ювелирной и других отраслей промышленности, изготавливающих изделия методом литья по выплавляемым моделям, выполненным из термопластичных воскоподобных веществ. Гранулятор содержит плавитель, транспортер с охлаждаемой лентой, каплеобразователь, имеющий перфорированное дно и вмещающий вал, способный составлять с внутренней поверхностью корпуса каплеобразователя скользящую пару. Вал имеет продольный паз, содержащий дозирующую планку, положение которой определяется профилем пары эксцентриковых кулачков, жестко установленных в корпусе каплеобразователя. Меняющееся положение планки определяет продвижение расплава к перфорированному дну корпуса и поступление расплава на охлаждаемую ленту транспортера, с которой готовые гранулы, представляющие собой застывшие капли расплава, поступают в тару. Достигается формообразование чистых и однородных по составу гранул заданных формы и размеров из капель расплава воскоподобного вещества. 3 ил.

Гранулятор, включающий плавитель, ленточный транспортер, средство охлаждения расплава и ленты транспортера и систему формирования гранул, отличающийся тем, что в его конструкции в систему формирования гранул включен каплеобразователь, металлический корпус которого имеет перфорированное дно и вмещает вал, способный составлять с внутренней поверхностью корпуса скользящую пару, а в продольном сквозном пазе вала, связанного с приводом вращения, размещена планка дозирования расплава, связанная с парой задающих эксцентриковых кулачков, жестко установленных в корпусе по обоим концам вала, причем продольные оси вала и ленточного транспортера расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях.