Устройство для гранулирования расплавов Советский патент 1992 года по МПК B01J2/02 

Изобретение относится к устройству для гранулирования расплавов.

Цель изобретения - повышение экономичности и надежности в работе.

На фиг, 1 изображено устройство для гранулирования расплавов .общий вид, разрез; на фиг. 2 - устройство со встроенным в полость основного сильфона вибровозбудителем, общий вид; на фиг. 3 - сильфон.

Устройство для гранулирования расплавов содержит закрытый корпус 1, дно 2 с выходными отверстиями 3, патрубок 4 подвода расплава и сильфон 5, герметично закрепленный одним концом в крышке 6 корпуса 1, а другим - на жесткой нижней пластине 7. В центре пластины 7 закреплен шток 8, связанный с приводом возвратно-поступательного движения - вибровозбудителем 9. Пластина 7 со штоком 8 предназначена для создания пульсирующего давления на гранулируемую массу.

Снаружи основного сильфона 5 соосно с ним и с зазором установлен дополнительный сильфон 10, герметично закрепленный одним концом на крышке 6 корпуса 1, а другг.и - на дополнительной жесткой верхней пластине 11. При этом основной сильфон 5 и дополнительный сильфон 10 неподвижно соединены между собой винтом 12 через соединительный элемент, выполненный в виде пластины 13 из термоизоляционного материала. Герметичность кор.луса 1 по отношению к окружающей среде обеспечивается прокладками 14 и 15.

В верхней части корпуса 1 установлен патрубок 16с краном 17 для удаления воздуха из полости корпуса при заполнении его расплавом перед пуском устройства в работу.

В качестве привода 9 возвратно-поступательного движения может быть использован электродинамический вибровозбудитель (вибратор). Он может быть установлен в полости основного сильфона 5 и закреплен на крышке & корпуса 1 (фиг. 1). Электродинамический вибровозбудитель (вибратор) представляет собой ферромагнитное основание 18, в котором закреплена катушка 19 подмагничивания постоянного тока (фиг. 2). В зазоре основания 18 помещена обмотка 20 переменного тока, подключенная к электронному усилителю генератора сигналов низкой частоты (не показаны). Обмотка 20 неподвижно закреплена на втулке 21, жестко связанной с пластиной 7.

С целью охлаждения обмоток вибровозбудителя в основании 18 установлены патрубок 22 для подачи охлаждающего воздуха

и патрубок 23 для выхода охлаждающего воздуха.

Полость между основным сильфоном 5 и дополнительным сильфоном 10 может

быть снабжена штуцером 24, соединенным посредством крана 25 и трубопровода 26 с . вакуумным насосом (не показан).

При необходимости корпус 1 может быть снабжен с целью обогрева рубашкой

0 27..

С целью повышения герметичности и надежности в работе сильфоны 5 и 10 могут быть выполнены с жесткими пластинами 7 и 11 из одного материала различной толщи5 ны, например фторопласта (фиг. 3). Пластина 13 может быть соединена с пластинами 7 и 11 посредством сварки.

Устройство для гранулирования расплавов работает следующим образом.

0При открытом кране 17 через патрубок

4 в полость корпуса 1 подают гранулированный расплав. При этом через патрубок 16 и открытый кран 17 удаляется весь воздух из полости корпуса 1. После полного зэполне5 ния полости корпуса 1 расплавом кран 17 закрывают и включают привод 9. Под действием привода возвратно-поступательного движения жесткая пластина 7 и связанная с ней через пластину 13 жесткая пластина 11

0 двигаются вверх-вниз в вертикальной плоскости. При этом объем полости корпуса 1, заполненный расплавом, периодически изменяется, что вызывает колебания давления в ней. При перемещении пластины 11 вниз

5 она воздействует на гранулируемую массу и выталкивает ее через отверстия 3. В результате перемещения пластины 11 вверх над дном 2 образуется разрежение и масса пе- реста ет вытекать из отверстий 3, что приво0 дит к разрыву ее струи. Это обеспечивает дробление струй на капли одинакового размера. Воздушная прослойка, находящаяся в полости между сильфонами 5 и 10 и жесткими пластинами 7 и 11t предохраняет силь5 фон 10 и пластину 11 от охлаждения, что предотвращает кристаллизацию на их наружной поверхности гранулируемого материала. Кроме того, выполнение устройства для создания пульсирующего давления на

0 гранулируемую массу в виде соединенных между собой двух сильфонов с жесткими пластинами позволяет поддерживать амплитуду колебаний за счет повышения жесткости этой конструкции, что обеспечивает

5 равномерность гранулометрического состава продукта на выходе.

В случае использования электродинамического вибровозбудителя, установленного в полости основного сильфона 5, поступающие на обмотку 20 импульсы переУ

менного тока постоянной частоты и амплитуды приводят к колебанию катушки 19 в зазоре основания 18 с постоянным магнитным полем, создаваемым катушкой 19 подмагничивания и ферромагнитным осно- ванием 18. Вследствие того, что обмотка 20 неподвижно закреплена на втулке 21 и, соответственно, на жесткой пластине 7, вертикальные колебания втулки 21с обмоткой 20 передаются пластине 7 и, следовательно, дополнительной жесткой пластине 11, закрывающей дополнительный сильфон 10, В результате колебания в вертикальной плоскости пластины 11с заданной вибровозбудителем частотой объем сильфона 10 изменяется (колеблется) с той же частотой. Это приводит к возникновению в гранулируемым расплаве, заполняющем корпус 1, волн сжатия-разрежения, которые вследствие несжимаемости жидкости воздейству- ют на истекающие из отверстий 3 дна 2 струи расплава и обеспечивают дробление этих струй на капли одинакового размера.

В процессе работы выделяемого обмотками (катушками) 19 и 20 тепло за счет кон- векции выводится из полости внутреннего сильфона 5 с воздушным потоком через патрубок 23. При этом за счет возникающего эжектирующего эффекта через патрубок 22 из окружающей атмосферы поступает хо- лодный воздух и охлаждает обмотки вибро- дозбудителя, обеспечивая его высокую и длительную работоспособность. При необходимости охлаждающий воздух можно подавать в полость сильфона 5 принудительно.

За счет того, что между сильфонами 5 и 10 и жесткими пластинами 7 и 11 образован зазор, заполненный воздухом, являющимся плохим проводником тепла, холодный ох- лаждающий вибровозбудитель воздух, поступающий в полость основного сильфона 5, не может охладить дополнительный сильфон 10 до температуры, вызывающей образование на наружной поверхности сильфона 10 затвердевшего продукта, и, следовательно, не может нарушать жесткости дополнительного сильфона 10, влияющей на размер образующихся капель, не требует применения мощного вибратора. Отсутствие на поверхности сильфона твердых отложений не может привести к их от- калыванию от этой поверхности и нарушению работы устройства из-за засорения этими отложениями выходных отвер- стий 3 дна 2.

Жесткая пластина 11, закрывающая дополнительный сильфон 10, также защищена

от теплопотерь воздушной прослойкой, образуемой дистанционной пластиной 13 из термоизоляционного материала.

При работе с легко кристаллизующимися расплавами охлаждение дополнительного сильфона 10 и жесткой пластины 11 изнутри можно устранить практически полностью. Для этого трубопровод 26 подсоединя- ют к ваккум-насосу (не показан) и в полости, образованной сильфонами 5 и 10 и пластинами 7 и 11, создают разрежение воздуха (вакуум). После создания разрежения трубопровод 26, который может быть выполнен, например, из меди, пережимают и герметизируют гайкой, а вакуум-насос отключают. Создание разрежения в полости, образованной сильфонами 5,10 и пластинами 7 и 11, также защищает обмотки вибровозбудителя от перегрева со стороны расплава.

Таким образом, размещение вибровозбудителя 9 внутри сильфона 5 практически устраняет потери мощности (амплитуды) вырабатываемых им колебаний и передаваемых пластине 11 к сильфону 10. При этом также целесообразно использовать основной сильфон 5 с меньшей осевой жесткостью по сравнению с дополнительным сильфоном 10. Это также повышает мичность и надежность в работе предлагаемого устройства, обеспечивает высокую эффективность возбуждения в гранулируемом расплаве стабильных по величине волн сжатия-разрежения, обеспечивающих получение капель (гранул) в узком диапазоне размеров.

Формула .изобретения

1.Устройство для гранулирования расплавов, содержащее корпус с крышкой, перфорированным дном и патрубком подвода расплава, верхнюю и нижнюю жесткие пластины, укрепленные на крышке корпуса посредством сильфонов и соединенные между собой посредством соединительного элемента, и привод вибрационного движения, подсоединенный к верхней пластине, нижняя пластина с сильфоном расположена внутри корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и надежности в работе, верхняя пластина с сильфоном расположены внутри полости, образованной нижней пластиной и сильфоном, и соединительный элемент выполнен в виде пластины.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что привод колебательного движения размещен внутри корпуса над верхней пластиной.

Фиг.З

Изобретение относится к устройству для гранулирования расплавов и позволяет повысить экономичность и надежность в работе. Оно снабжено дополнительными сильфоном 10, охватывающим соосно и с зазором основной сильфон 5 и закрепленным одним концом на крышке 6 корпуса 1, а другим -,на дополнительной жесткой пластине 11. Основная жесткая пластина 7 и дополнительная пластина 11 соединены между собой пластиной 13. Гранулируемый расплав по патрубку 4 подают в полость корпуса 1, включают привод 9. Под действием возвратно-поступательного движения пластины 11 совместно с пластиной 7 объем полости корпуса 1 периодически изменяется, что вызывает колебания давления в ней. Волны сжатия-разрежения воздействуют на истекающие из отверстий 3 дна 2 струи расплава и обеспечивают дробление этих струй на капли одинакового размера. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.-&L..