Настоящее изобретение относится к устройству для охлаждения материалов в форме частиц, в частности, гранулятов из полимерных материалов, в соответствии с п. 1 формулы изобретения.
Грануляты получают, например, при пластификации полимерных материалов в экструдере. После этого выходящий через перфорированную плиту расплав полимера в форме штранга разделяют вращающимися ножами на мелкие частицы. Эти грануляты, при которых в расплаве еще присутствует, по меньшей мере область ядра, охлаждают затем в потоке газа или воды, упрочняют и одновременно отводят вместе с потоком флюида.
Последующее дальнейшее охлаждение частиц осуществляют затем, например, в последующих охлаждающих устройствах. Например, из уровня техники известны, например, цилиндрические рефрижераторные резервуары, в которых происходит движение и одновременное охлаждение гранулята.
Задача настоящего изобретения заключается в создании такого охлаждающего устройства, в котором время пребывания гранулята является по возможности длительным и в котором частицы можно удерживать в отделенном друг от друга состоянии.
Настоящее изобретение решает эту задачу с помощью устройства, охарактеризованного признаками п. 1 формулы. При этом в соответствии с изобретением предусмотрено, что устройство содержит: наружный резервуар с наружной поверхностью оболочки в форме, в частности, усеченного конуса и расположенный, по меньшей мере, на участке внутри наружного резервуара внутренний резервуар с внутренней поверхностью оболочки, в частности, в форме усеченного конуса, причем между наружной поверхностью оболочки и внутренней поверхностью оболочки образовано промежуточное пространство. В расположенной на стороне впуска начальной области устройства предусмотрено впускное устройство для загрузки газового потока, а также частиц или гранулята в промежуточное пространство, причем в расположенной напротив впускного устройства концевой области устройства предусмотрено выпускное отверстие для частиц. Впускное устройство расположено и/или выполнено таким образом, что газовый поток, а также частицы можно вводить в промежуточное пространство главным образом тангенциально.
Специальная тангенциальная загрузка газового потока или частиц и обусловленное этим их движение через промежуточное пространство между наружной оболочкой поверхности и внутренней оболочкой поверхности удлиняют путь, который частицы должны пройти через устройство, и тем самым способствует увеличению времени пребывания. Одновременно спектр времени пребывания частиц поддерживают в узком диапазоне. За счет направленного таким образом воздушного потока газ остается в достаточной мере ламинарным и не возникают завихрения. Таким образом частицы удерживают в узком диапазоне скоростей и предотвращают неконтролируемые столкновения, которые могли бы привести к торможению частиц. Далее, также минимизируют контакт частиц со стенками и препятствуют торможению и/или оседанию частиц. Предотвращают также приклеивание частиц гранулята к стенке. Особенно предпочтительно, если одновременно в существенной степени предотвращают также склеивание частиц гранулята между собой.
Частицы транспортируют направляемой через устройство средой, в частности, газом. Этот газ может представлять собой любой газ или газовую смесь, в частности, воздух. Газовый поток транспортирует частицы, причем эти частицы материала или гранулы или «колбаски» или т.п. охлаждают при этом с помощью газового потока и при необходимости дополнительно упрочняют и по мере надобности вводят в следующие химические реакции, например, посредством теплового воздействия, охлаждения или инициированной или наведенной газом реакции. Можно также использовать испаряемые среды, например, воду.
Соответствующее изобретению устройство можно использовать для всех материалов, при которых возможно преобразование штрангов в гранулят. Сюда относят полимеры, тестообразные массы, керамические массы, резину, термопластичные полиуретаны, силиконы и т.д. Гранулированные материалы могут быть армированы волокнами и/или также вулканизированы. Прежде всего, с помощью соответствующего изобретению устройства можно осуществлять транспортировку и охлаждение во время транспортировки всех, по меньшей мере, частично пластифицируемых, предпочтительно экструдируемых материалов.
Предпочтительные усовершенствования устройства определены признаками зависимых пунктов формулы изобретения.
Так, например, по конструкционным соображениям целесообразно предусмотрение вращательно-симметричного расположения наружных поверхностей оболочки и/или внутренних поверхностей вокруг центральной продольной оси.
Устройство устанавливают обычно вертикально, однако его можно устанавливать также в лежачем или горизонтальном положении или, по мере целесообразности, в наклонном положении.
Для достижения предпочтительного газового потока предпочтительно, чтобы наружная оболочка поверхности и/или внутренняя оболочка поверхности была наклонена относительно центральной продольной оси под углом β конуса, причем угол β конуса лежит в диапазоне 1° <= β <= 10°, в частности, в диапазоне 3° <= β <= 10°, предпочтительно в диапазоне 3° <= β <= 6°. При этом это поддерживает воздушный поток на достаточно высокой величине и позволяет обеспечить особо длительное время пребывания разобщенных частиц в промежуточном пространстве, а также соответственно продолжительное время пребывания особенно тяжелых частиц в охлаждающем бункере.
Бесперебойного потока можно добиться, если наружная поверхность оболочки и внутренняя поверхность оболочки расположены на всестороннем расстоянии друг от друга без взаимного соприкосновения.
Предпочтительное время пребывания обеспечивают также в случае, если предусмотрено, что ширина промежуточного пространства между наружной поверхностью оболочки и внутренней поверхностью оболочки лежит в диапазоне 20 мм <= a <= 200 мм, в частности в диапазоне 50 мм <= a <= 100 мм предпочтительно в диапазоне 60 мм <= a <= 80 мм. Также и это обуславливает длительное пребывание частиц в разобщенном состоянии в промежуточном пространстве. Слишком большие расстояния привели бы к направленному несколько в направлении периметра воздушному потоку и, тем самым, к уменьшению времени пребывания частиц. Слишком узкий зазор привел бы к увеличению скорости воздушного потока и плотности частиц, причем это обусловило бы, с одной стороны, более короткое время пребывания и, с другой стороны, повышенную вероятность столкновения частиц между собой.
В этой взаимосвязи предпочтительно, если при выборе ширины а промежуточного пространства 6 учитывают также размер или диаметр гранул или частиц. При этом предпочтительная ширина а лежит в диапазоне между четырехкратной и 40-кратной величинами среднего диаметра частиц.
В соответствии с предпочтительной формой исполнения предусмотрено, что наружная поверхность оболочки внутренняя поверхность оболочки ориентированы параллельно друг к другу.
Альтернативно может быть предусмотрено, что ширина промежуточного пространства между наружной поверхностью оболочки и внутренней поверхностью оболочки, в частности, равномерно уменьшается в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области. Такое сужение промежуточного пространства является выгодным особенно при более мелких частицах, поскольку ускоряющий эффект газового потока через суженное промежуточное пространство используют для поддержания разделяющего эффекта.
Альтернативно может быть предусмотрено также, что ширина промежуточного пространства между наружной поверхностью оболочки и внутренней поверхностью оболочки, в частности, равномерно увеличивается в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области. И наоборот, увеличивающееся на протяжении в высоты промежуточное пространство выгодно в случае более крупных частиц, так как при этом в результате столкновений со стенками уменьшается тормозящий эффект и, таким образом, можно также легко поддерживать разобщенное состояние.
Внутренний резервуар или внутренняя поверхность оболочке короче или является менее высокой по сравнению с наружным резервуаром или наружной поверхностью оболочки. В этой взаимосвязи оказалось предпочтительным, если длина или высота наружного резервуара или наружной поверхности оболочки больше длины или высоты внутреннего резервуара или внутренней поверхности оболочки. Особенно предпочтительно, если соотношение hi:ha лежит в диапазоне 0,1-1, в частности, в диапазоне 0,3-0,85, предпочтительно в диапазоне 0,50-0,75.
Для надлежащей установки впускного устройства или его присоединения к устройству благоприятно, если наружная поверхность оболочки и внутренняя поверхность оболочки расположены заподлицо в их расположенных на стороне впуска начальных областях.
Кроме того, предпочтительно, если диаметр наружной поверхности оболочки в расположенной на стороне впуска начальной области большего ее диаметра в расположенной на стороне выпуска концевой области или если наружный резервуар сужается в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области.
Аналогичным образом это предпочтительно также для внутреннего резервуара, а именно если предусмотрено, что диаметр внутренней поверхности оболочки в расположенной на стороне впуска начальной области больше ее диаметра на стороне выпуска в расположенной на стороне выпуска концевой области или если внутренний резервуар сужается в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области.
Таким образом, добиться равномерной скорости потока, предпочтительного времени пребывания и предпочтительного спектра времени пребывания можно в случае, если наружная поверхность оболочки и внутренняя поверхность оболочки сужаются в направлении расположенной на стороне выпуска коневой области.
Для эффективного отделения частиц от газового потока предпочтительно, чтобы наружная поверхность оболочки имела по сравнению с внутренней поверхностью оболочки большую протяженность в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области или имела большую длину. В результате этого на этом, близком к выпуску участке устройства присутствует область осаждения, в которой внутренний резервуар уже закончился, а также отсутствует определенное промежуточное пространство. Эта отсеченная область ограничена лишь наружным резервуаром или наружной поверхностью оболочки. Однако также и там частицы продолжают двигаться по спиральной траектории вдоль наружной поверхности оболочки к выпуску. Газовый поток отводят, напротив, в конце промежуточного пространства или в отсеченной области в противоположном направлении, то есть в направлении впуска, через внутренний резервуар и таким образом происходит отделение частиц от газового потока.
При этом для отделения частиц от газового потока предпочтительно, чтобы внутренние поверхности оболочки были выполнены открытыми или газопроницаемыми на их близком к расположенной на стороне впуска начальной области конце, и чтобы газ можно было отводить таким образом через это, расположенное вблизи начальной области отверстие во внутренней оболочке. Это отверстие может быть оснащено газопроницаемым покрытием, например, решеткой.
Процесс отделения частиц поддерживают посредством продолжения наружной поверхности оболочки по сравнению с внутренней поверхностью оболочки. В этой взаимосвязи для эффективного отделения частиц от газа особенно предпочтительно, чтобы определенное диаметром в расположенной на стороне выпуска концевой области отверстие во внешней поверхности оболочки или определенная диаметром выходного отверстия поверхность была уменьшена относительно определенного диаметром в расположенной на стороне выпуска концевой области отверстия во внутренней поверхности оболочки таким образом, чтобы было создано достаточное сопротивление потоку газа.
Таким образом, наружную поверхность оболочки можно сужать до тех пор, пока определенное расположенным на стороне выпуска отверстием выходное отверстие не станет настолько малым и создаст столь высокое сопротивление, что из этого отверстия не смогут выходить ни газ, ни воздух, и для того, чтобы улетучиться, газу придется проходить через внутренний резервуар. Это обуславливает, конечно, увеличенную конструктивную высоту и отчасти не практично по конструкционно-техническим соображениям.
Предпочтительная в этой связи, прежде всего при вертикальном расположении, форма исполнения предусматривает, что в расположенной на стороне выпуска концевой области наружной поверхности оболочки, т.е. на расположенном на стороне выпуска отверстии, предусмотрен сужающийся, в частности, имеющий форму усеченного конуса выпускной патрубок, в котором в этом случае предусмотрено само выпускное отверстие, через которое частицы выходят из устройства. Этот выпускной патрубок расположен под более острым углом к стенке и поэтому быстрее сужается на протяжении высоты. Это обуславливает хорошее отделение газа при небольшой конструктивной высоте. За счет этого происходит уменьшение расположенного на стороне выпуска отверстия в наружной поверхности оболочки, поскольку выпускное отверстие имеет существенную меньшую площадь. В этой взаимосвязи для хорошего отделения частиц от газового потока особенно предпочтительно, чтобы поверхность этого выходного отверстия составляла <= 20%, предпочтительно <= 10% поверхности отверстия в наружной поверхности оболочки, определенного диаметром в расположенной на стороне выпуска концевой области.
Для достижения тангенциального потока в промежуточном пространстве предпочтительно, чтобы впускное устройство содержало впускной канал и, в частности, расположенный вверх по потоку от него впускной патрубок, через который можно подводить газовый поток, а также подлежащие охлаждению частицы. Впускной канал выполнен компактно искривленным и имеет ту же ширину, что и промежуточное пространство. Впускной канал проходит параллельно периметру наружной поверхности оболочки и внутренней поверхности оболочки и главным образом тангенциально впадает, таким образом, в промежуточное пространство.
Направленный таким образом поток газа или частиц двигается, таким образом, с одной стороны, тангенциально к внутреннему или наружному периметру промежуточного пространства, однако предпочтительным образом входит также под небольшим углом входа. При этом предпочтительно, чтобы впускной канал впадал в промежуточное пространство под углом α к нормально ориентированной относительно продольной оси плоскости, причем этот угол α входа лежит в диапазоне 0 < α < 10°. Для характеристики потока особенно предпочтительно, чтобы впускной канал на протяжении всей своей продольной протяженности был постоянно наклонен под этим углом. За счет реализации такой ориентации направления можно создавать направленное движение частиц даже при необходимости в больших количествах сред.
Под этим углом α входа понимают, таким образом, важное направление потока газа, а также частиц. Этот угол входа сохраняют в этом случае также, по меньшей мере, на начальном участке, на протяжении дальнейшего прохождения частиц в промежуточном пространстве.
Таким образом, поток частиц или газа проходит в промежуточное пространство как тангенциально, так и слегка направленным в направлении выпуска. Из этого следует благоприятный в отношении времени пребывания, спектра времени пребывания, а также разделения эталон движения, который можно распознать, например, на фиг. 6. Таким образом, частицы двигаются, исходя из расположенной на стороне впуска начальной области, по спиральным траекториям к расположенной на стороне выпуска концевой области, причем диаметр этих спиральных траекторий постоянно уменьшается.
Объем или скорость газового потока обычно согласуют с потребностями и размером частиц. В этой взаимосвязи может быть предпочтительным ввод дополнительного количества газа. При этом благоприятно, если в наружной поверхности оболочки и/или во внутренней поверхности оболочки выполнены дополнительные отверстия для впуска газа, расположенные или выполненные таким образом, что через эти отверстия для впуска газа дополнительный газ, правда, без частиц, можно вводить в промежуточное пространство предпочтительно также главным образом тангенциально. Дополнительный газовый поток поддерживает первичный газовый поток через впускное устройство и ведет, таким образом, к дальнейшему охлаждению частиц и влияет на время пребывания. Таким образом, для последующего соответствующего охлаждения в бункер можно вводить, например, также холодный газ. Для инициации специфических реакций в этом случае можно вводить также реактивный газ.
Дальнейшие преимущества и исполнения изобретения следуют из описания и приложенных чертежей.
Изобретение схематически изображено в последующем на чертежах на основании особо предпочтительных, но не ограничительных примеров исполнения и примерно описано со ссылкой на чертежи.
На чертежах представлено следующее:
Фиг. 1 показывает в перспективном виде соответствующее изобретению устройство,
Фиг. 2 показывает устройство в соответствии с фиг. 1 в виде сбоку,
Фиг. 3 или 3а показывают сечение В-В через это устройство,
Фиг. 4 показывает вид сверху,
Фиг. 5 показывает опыт с использованием известного сравнивающего устройства,
Фиг. 6а, 6b показывают опыты с двумя соответствующими изобретению охлаждающими устройствами.
Фиг. с 1 по 4 показывают из различных перспектив соответствующее изобретению устройство 1. В настоящем примере исполнения устройство 1 расположено вертикально/ а именно в несущем каркасе. В самой верхней области устройства 1 расположено впускное устройство 1 для ввода потока газа или частиц. Этот верхний участок устройства 1 определен при этом как расположенная на стороне впуска начальная область 11. Расположенный напротив впускного отверстия 7 участок устройства 1 обозначен как расположенная на стороне выпуска концевая область 12. Там находится также выпускное отверстие 15, через которое частицы покидают устройство 1.
Устройство 1 содержит наружный резервуар 2 и расположенный в нем внутренний резервуар 4. Наружный резервуар 2 оснащен имеющей форму усеченного конуса наружной поверхностью 3 оболочки, внутренний резервуар 4 оснащен имеющей форму усеченного конуса внутренней поверхностью 5 оболочки. Внутренний резервуар 4 расположен в наружном резервуаре 2 таким образом, что между наружной поверхностью 3 оболочки и внутренней поверхностью 5 оболочки образованно промежуточное пространство. Ширина а промежуточного пространства между наружной поверхностью 3 оболочки и внутренней поверхностью 5 оболочки составляет в данном случае около 70 мм.
Наружная поверхность 3 оболочки и внутренняя поверхность 5 оболочки расположены на всестороннем расстоянии друг от друга и не соприкасаются ни в каком из мест. В соответствии с этим промежуточное пространство 6 является безбарьерным и образовано кольцевое пространство в форме усеченного конуса, в котором газовый поток и частицы проходят по спиральной траектории.
Наружная поверхность 3 оболочки и внутренняя поверхность 5 оболочки наклонены к центральной продольной оси 10 под углом β конуса. В настоящем примере исполнения угол β конуса составляет около 5°.
В настоящем примере исполнения наружная поверхность 3 оболочки и внутренняя поверхность 5 оболочки ориентированы параллельно друг к другу. Однако может быть предпочтительным отклонение от параллельной ориентации и предусмотрение, например, увеличения или уменьшения ширины зазора.
Видно, что наружная поверхность 3 оболочки и внутренняя поверхность 5 оболочки сужаются в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области 12, в данном случае, таким образом, в направлении вниз. В соответствии с этим диаметр da1 наружной поверхности 3 оболочки в расположенной на стороне входа концевой области 11 больше диаметра da2 наружной поверхности 5 оболочки в расположенной на стороне выпуска концевой области 12 или, в данном случае, нижнего отверстия 18 в наружной поверхности 3 оболочки.
Аналогичным образом также и диаметр di1 внутренней поверхности 5 оболочки в расположенной на стороне впуска начальной области 11 или, в данном случае, верхнего отверстия 19 в верхней поверхности 5 оболочки, больше расположенного на стороне выпуска диаметра di2 внутренней поверхности 5 оболочки в расположенной на стороне выпуска концевой области 12. Верхнее, находящееся в расположенной на стороне впуска начальной области 11, сравнительно большее по диаметру отверстие 19 во внутренней поверхности 5 оболочки закрыто при этом покрытием 17.
Видно также, что длина или высота ha наружной поверхности 3 оболочки больше высоты hi внутренней поверхности 5 оболочки. В соответствии с фиг. 1 соотношение hi:ha составляет в устройстве 1 приблизительно 0,6.
Вследствие этого на нижнем участке устройства 1 присутствует участок 16 осаждения, на котором внутренний резервуар 4 уже закончился и отсутствует определенное промежуточное пространство 6. Этот участок 16 осаждения ограничен только наружным резервуаром 2 или наружной поверхностью 3 оболочки.
В области 16 осаждения частицы продолжают, однако, двигаться вниз вдоль наружной оболочки 3 поверхности. Газовый поток, напротив, отводят вверх в конце промежуточного пространства 6 через внутреннюю поверхность 5 оболочки. В соответствии с этим здесь происходит отделение частиц от газового потока. Частицы покидают устройство 1 вверху через верхнее отверстие 19 внутренней поверхности 5 оболочки. Это верхнее отверстие 19 оснащено газопроницаемым покрытием 17, в данном случае решеткой.
За счет уменьшения диаметра наружной поверхности 3 оболочки уже происходит увеличение сопротивления движению потока. Если отверстие 18 на нижнем конце наружной поверхности 3 оболочки достаточно мало, то сопротивление движению потока становится настолько большим, что газ выходит не через это нижнее отверстие 18, а скорее через верхнее отверстие 19 внутренней поверхности 5 оболочки. Разумеется, частицы выходят всегда снизу и это нижнее отверстие 18, если оно достаточно мало, может действовать как выпускное отверстие 15. Однако это часто обуславливает увеличение конструктивной высоты устройства 1. В соответствии с этим сопротивление движению потока можно дополнительно увеличить также с помощью дополнительных конструкционных мер. Так, например, как видно из примера исполнения в соответствии с фиг. 3а, в расположенной на стороне впуска концевой области 12 наружной поверхности 3 оболочки совсем внизу расположен дополнительный, имеющий форму усеченного конуса выпускной патрубок 13. В этом выпускном патрубке 13 выполнено также само выпускное отверстие 15 для частиц, через который частицы в конечном итоге покидают устройство 1. Выпускной патрубок 13 примыкает непосредственно к нижнему отверстию 18 в наружной поверхности 3 оболочки, причем площадь поперечного сечения выпускного отверстия 15 существенно меньше площади поперечного сечения нижнего отверстия 18, в данном случае меньше площади поперечного сечения нижнего отверстия 18 лишь приблизительно на 7-8%. За счет этого дополнительно сужения поперечного сечения происходит дальнейшее увеличение сопротивления прохождению потока и отделение частиц от газового потока становится еще более эффективным.
Расположенное в находящейся на стороне впуска начальной области 11 впускное устройство 7 содержит впускной патрубок 8, к которому может быть подключен, например, транспортирующий трубопровод, через который еще горячие частицы или гранулят вводят в устройство 1 вместе с газовым потоком.
Впускной патрубок 8 впадает во впускной канал 9. Этот впускной канал 9 выполнен извилисто или спирально искривленным и проходит главным образом кругообразно и параллельно к периметру наружной поверхности 3 оболочки и внутренней поверхности 5 оболочки. Впускной канал 9 запирает промежуточное пространство 6 вверху или на стороне впуска. В настоящем случае, при данном диаметре поверхностей 3, 5 оболочки и данном угле α наклона, впускной канал 9 описывает почти полную окружность почти в 360° и затем впадает, приблизительно в области ниже впускного патрубка 8, в промежуточное пространство 6. В соответствии с этом впускной канал 9 имеет ту же ширину а, что и промежуточное пространство 6. В соответствии с этим поток газа или ч частиц вводят в промежуточное пространство тангенциально, т.е. частицы и газовый поток двигаются по приблизительно круговым траекториям вокруг центральной продольной оси 10 в промежуточном пространстве 10. К тому же таким образом предотвращают возникновение турбулентных потоков, изломанных кромок и ударных кромок.
Одновременно впускной канал 9 также слегка наклонен, однако, также вниз, в направлении выпуска. Это видно уже из фиг. 1 и впускной канал 9 проходит по наклоненной постоянно вниз поверхности вовнутрь промежуточного пространства 6. Этот наклонный угол α входа определен относительно нормально ориентированной к продольной оси 10 плоскости 14 и составляет, как видно из фиг. 2, около 5°.
Таким образом поток частиц или газа проходит в промежуточное пространство 6 не только тангенциально, но и также направленным несколько вниз. На основании этого образуется двигательный стереотип, показанный, например, на фиг. 6. Частицы двигаются, таким образом, по спиральным траекториям от расположенной на стороне впуска начальной области 11 к расположенной на стороне выпуска концевой области 12, причем диаметр этих спиральных траекторий постоянно уменьшается.
Приведенные ниже примеры исполнения отображают опыты и результаты с использованием в сравнении различных охлаждающих устройств (фиг. 5 и фиг. 6а, 6b):
Опыты проводились со следующими параметрами:
- объем воздуха: 2700 м3/ч
- количество гранулята: 85 кг/ч
- среда: воздух
- температура воздуха на входе: 19°С
- гранулы были постоянно разрознены.
20190227/4
200190227/5
Конструктивное исполнение 2 (коническое)
137
75
2019044/10
2019044/9
“Конструктивное исполнение 2 (коническое)»
174
80
2018220/31
2018220/20
“Конструктивное исполнение 2 (коническое)»
173
75
“Стандартное конструктивное исполнение” (фиг. 5):
Впуск воздуха: 0,6 кг/с; 20°С
Впуск частиц: 100 кг/ч
D 4 мм; 80 траекторий
“Конструктивное исполнение 1 (цилиндрическое)” (фиг. 6а, 6b, левый столбец):
Впуск воздуха: 0,6 кг/с; 20°С
Впуск частиц: 100 кг/ч
D 4 мм; 50 траекторий
“Конструктивное исполнение 1 (коническое)” (фиг. 6а, 6b, правый столбец):
Впуск воздуха: 0,6 кг/с; 20°С
Впуск частиц: 100 кг/ч
D 4 мм; 50 траекторий
Опыты проводились с различными материалами и среди прочего исследовались распределение скорости и спектр времени пребывания. При этом к оценке привлекали также величины достигнутой конечной температуры гранулята.
В случае известного из уровня техники циклона, обозначенного как «Стандартное конструктивное исполнение” (фиг. 5), речь идет о цилиндрическом циклоне и коническом конце с тангенциальным впуском воздуха, однако без внутреннего резервуара и без других устройств во внутренней области. На верхнем конце находится труба для выпуска воздуха, выступающая внутрь цилиндра приблизительно на треть длины. В случае этого циклона среди прочего моделировали время пребывания частиц. Из фиг. 5 хорошо видно, что частицы проникают в нижнюю область циклона очень быстро, то есть с коротким временем пребывания в охлаждающем бункере, и что в нижней части или области выпускного бункера происходит скопление частиц. Это ведет к повышенной концентрации частиц, при которой возможно склеивание и образование сдвоенных и строенных гранул (т.е. двух или трех склеенных друг с другом гранул). К тому же также происходит нагрев этой области и в результате возможно нежелательное прилипание к стенкам.
В случае соответствующего изобретению цилиндрического охлаждающего бункера с внутренней оболочкой «Конструктивное исполнение 1 (цилиндрическое)» (фиг. 6а, 6b, левый столбец) специально при траектории частиц (фиг. 6b) ясно видно, что частицы направляют более равномерно по сравнению с циклоном «Стандартное конструктивное исполнение». Воздух в области впуска направляют с повышенной скоростью, которая, однако, существенно уменьшается на протяжении высоты. При мелких ненаполненных гранулах с малым удельным весом это не является, конечно, существенной проблемой, поскольку воздух может продолжать удерживать гранулы на периметре в течение достаточно длительного времени.
В случае соответствующего изобретению конического охлаждающего бункера с внутренней оболочкой «Конструктивное исполнение 2 (коническое)» (фиг. 6а, 6b, правый столбец) воздушный поток удается удерживать в существенной степени постоянным на протяжении конструктивной высоты. Не смотря на уменьшение диаметров бункера, это ведет к более длительному времени пребывания гранулята в охлаждающем бункере. Кроме того, воздушный поток достаточен для того, чтобы удерживать в спирали также гранулы с высоким удельным весом и, тем самым, обеспечивать возможность их в достаточной мере разъединенного состояния и соответствующего упрочнения/охлаждения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ СБРОСА ДАВЛЕНИЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, СИСТЕМА СБРОСА ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, А ТАКЖЕ СООТВЕТСТВУЮЩАЯ АТОМНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | 2011 |
|
RU2548170C2 |
| РУЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СРЕД | 1990 |
|
RU2032482C1 |
| РАДИАЛЬНЫЙ АДСОРБЕР С U-ОБРАЗНОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ | 2015 |
|
RU2693774C2 |
| РЕЗЕРВУАР СМАЗОЧНОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ | 2018 |
|
RU2757089C2 |
| КАРТРИДЖ ДЛЯ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ | 2020 |
|
RU2803504C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА СРЕД | 1988 |
|
RU2067896C1 |
| УСТРОЙСТВО ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ ОБРАБОТКИ | 2020 |
|
RU2813823C2 |
| ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АММИАЧНЫЙ КОНВЕРТЕР С РАЗДЕЛЬНЫМ ПОТОКОМ | 2003 |
|
RU2344077C2 |
| ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР | 2015 |
|
RU2683076C2 |
| СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ДЛЯ КОЛЬЦЕВОГО СКРУББЕРА | 2015 |
|
RU2698808C2 |
Изобретение относится к устройству для охлаждения материалов в форме частиц, в частности гранулятов из полимерных материалов. Устройство для охлаждения материалов в форме частиц, в частности гранулятов из полимерных материалов, содержит наружный резервуар (2) с имеющей, в частности, форму усеченного конуса наружной поверхностью (3) оболочки и с расположенным, по меньшей мере, на участке внутри наружного резервуара (2) внутренним резервуаром (4) с имеющей, в частности, форму усеченного конуса внутренней поверхностью (5) оболочки, причем между наружной поверхностью (3) оболочки и внутренней поверхностью (5) оболочки образовано промежуточное пространство (6), причем в расположенной на стороне впуска начальной области (11) впускного устройства для ввода потока газа или частиц предусмотрено впускное устройство для ввода газового потока, а также частиц в промежуточное пространство (6), и причем в расположенной напротив впускного устройства на стороне выпуска концевой области (12) впускного устройства для ввода потока газа или частиц предусмотрено выпускное отверстие (15) для частиц, причем впускное устройство расположено и/или выполнено таким образом, что газовый поток, а также частицы можно вводить в промежуточное пространство (6) главным образом тангенциально. Технический результат изобретения - создание охлаждающего устройства, в котором время пребывания гранулята является по возможности длительным и в котором частицы можно удерживать в отделенном друг от друга состоянии. 19 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.
1. Устройство для охлаждения частиц или материалов в форме частиц, в частности гранулятов из полимерных материалов, содержащее наружный резервуар (2) с имеющей, в частности, форму усеченного конуса наружной поверхностью (3) оболочки и расположенный, по меньшей мере, на участке внутри наружного резервуара (2) внутренний резервуар (4) с имеющей, в частности, форму усеченного конуса внутренней поверхностью (5) оболочки, причем между наружной поверхностью (3) оболочки и внутренней поверхностью (5) оболочки образовано промежуточное пространство (6), причем в расположенной на стороне впуска начальной области (11) устройства (1) предусмотрено впускное устройство (7) для ввода газового потока, а также частиц в промежуточное пространство (6), и причем в расположенной на стороне выпуска напротив впускного устройства (7) концевой области (12) устройства (1) предусмотрено выпускное отверстие (15) для частиц, причем впускное устройство (7) расположено и/или выполнено так, что газовый поток, а также частицы вводятся в промежуточное пространство (6), по существу, тангенциально, отличающееся тем, что впускное устройство (7) содержит впускной канал (9) и, в частности, расположенный от него вверх по потоку впускной патрубок (8), через который подводится газовый поток и поток частиц, причем впускной канал (9) выполнен искривленным и проходит параллельно периметру наружной поверхности (3) оболочки и внутренней поверхности (5) оболочки и, по существу, тангенциально впадает в промежуточное пространство (6), причем впускной канал (9) запирает промежуточное пространство (6) на стороне впуска.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и/или внутренняя поверхность (5) оболочки расположены вокруг центральной продольной оси (10), но существу, вращательно-симметрично.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и/или внутренняя поверхность (5) оболочки наклонена относительно центральной продольной оси (10) под углом β конуса, причем угол β конуса лежит в диапазоне 1°<=β<=15°, в частности в диапазоне 3°<=β<=10°, предпочтительно в диапазоне 3°<=β<=6°.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и внутренняя поверхность (5) оболочки расположены на всестороннем удалении друг от друга без взаимного соприкосновения.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и внутренняя поверхность (5) оболочки расположены параллельно друг к другу.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что ширина (а) промежуточного пространства (6) между наружной поверхностью (3) оболочки и внутренней поверхностью (5) оболочки лежит в диапазоне 20 мм<=а<=200 мм, в частности в диапазоне 50 мм<=а<=100 мм, предпочтительно в диапазоне 60 мм<=а<=80 мм.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что ширина (а) промежуточного пространства (6) между наружной поверхностью (3) оболочки и внутренней поверхностью (5) оболочки сужается, в частности, равномерно в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области (12).
8. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что ширина (а) промежуточного пространства (6) между наружной поверхностью (3) оболочки и внутренней поверхностью (5) оболочки увеличивается, в частности, равномерно в направлении расположенной на выпускной стороне концевой области (12).
9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что длина или высота (ha) наружного резервуара (2) или наружной поверхности (3) оболочки больше длины или высоты (hi) внутреннего резервуара (4) или внутренней поверхности (5) оболочки, причем, в частности, считают, что соотношение (hi):(ha) лежит в диапазоне от 0,1 до 1, в частности в диапазоне от 0,3 до 0,85, предпочтительно в диапазоне от 0,50 до 0,75.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и внутренняя поверхность (5) оболочки расположены в их расположенных на стороне впуска начальных областях (11) заподлицо.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки простирается в направлении расположенной на стороне выпуска концевой области (12) на большее расстояние или длиннее внутренней поверхности (5) оболочки.
12. Устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что диаметр (da1) наружной поверхности (3) оболочки в расположенной на стороне впуска начальной области (11) больше ее диаметра (da2) в расположенной на стороне выпуска концевой области (12) или что наружный резервуар (2) сужается в направлении к расположенной на стороне выпуска концевой области (12).
13. Устройство по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что диаметр (di1) внутренней поверхности (4) оболочки больше ее расположенного на стороне выпуска диаметра (di2) в расположенной на стороне выпуска концевой области (12) или что внутренний резервуар (5) сужается в направлении к расположенной на стороне выпуска концевой области (12).
14. Устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что наружная поверхность (3) оболочки и внутренняя поверхность (5) оболочки сужаются в направлении к расположенной на стороне выпуска концевой области (12).
15. Устройство по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что определенное диаметром (da2) в расположенной на стороне выпуска концевой области (12) отверстие (18) в наружной поверхности (3) оболочки или определенная диаметром выпускного отверстия (15) поверхность уменьшена по отношению к определенному диаметром (di2) в расположенной на стороне выпуска концевой области (12) отверстию (19) во внутренней поверхности (5) оболочки так, что для газа возникает сопротивление движению потока, достаточное для отделения частиц от газа.
16. Устройство по любому из пп. 1-15, отличающееся тем, что в расположенной на стороне выпуска концевой области (12) наружной поверхности (3) оболочки расположен сужающийся, в частности, имеющий форму усеченного конуса выпускной патрубок (13), в котором предусмотрено выпускное отверстие (15), через которое поток частиц выходит из устройства (1), причем площадь выпускного отверстия (15) <=20%, предпочтительно <=10% площади отверстия (18) в наружной поверхности (3) оболочки, определенного диаметром (da2) в расположенной на стороне выпуска концевой области (12).
17. Устройство по любому из пп. 1-16, отличающееся тем, что внутренняя поверхность (5) оболочки на ее близком к расположенной на стороне впуска начальной области (11) конце является открытой или газопроницаемой или при необходимости оснащена газопроницаемым покрытием (17).
18. Устройство по любому из пп. 1-17, отличающееся тем, что впускной канал (9) имеет такую же ширину (а), что и промежуточное пространство (6).
19. Устройство по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что впускной канал (9) впадает в промежуточное пространство (6) под углом (α) к нормально ориентированной относительно продольной оси (10) плоскости (14), причем угол (α) лежит в диапазоне 0<(α)<=10°, причем, в частности, предусмотрено, что впускной канал (9) равномерно наклонен под углом (α) на протяжении всей своей продольной протяженности.
20. Устройство по любому из пп. 1-19, отличающееся тем, что в наружной поверхности (3) оболочки и/или во внутренней поверхности (5) оболочки выполнены дополнительные впускные отверстия для газа, которые расположены и/или выполнены так, что через указанные впускные отверстия для газа газ вводится в промежуточное пространство (6), по существу, тангенциально.
| Устройство для гранулирования и охлаждения полимерных материалов | 1982 |
|
SU1087343A1 |
| Устройство для охлаждения и регулирования температуры перерабатываемого в экструдере полимерного материала | 1981 |
|
SU1028522A1 |
| ВИХРЕВОЙ АППАРАТ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 2009 |
|
RU2408430C1 |
| ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ КОРМОВЫХ ДОБАВОК | 2017 |
|
RU2670137C1 |
| US 2002008072 A1, 24.01.2002 | |||
| ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ КЛАПАН-СМЕСИТЕЛЬ | 1993 |
|
RU2067710C1 |
