Аппарат для нанесения покрытий на частицы в кипящем слое Советский патент 1980 года по МПК B05C9/06 

(54) АППАРАТ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИИ НА ЧАСТИЦЫ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

1

Изобретение относится к технике нанесения покрытий на частицы, в частности к аппаратам для нанесения покрытий на отдельные частицы в кипящем слое и может найти широкое применение при нанесении защитных покрытий на частицы в медицинской, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен аппарат для нанесения покрытий на частицы в кипящем слое, содержащий вертикальный цилиндрический полый корпус, в нижней части которого расположена поперечно корпусу гидрораспределительная решетка и распыливающее устройство 1 .

Конструкция такого аппарата не обеспечивает получения равномерного покрытия, т.е. не обеспечивает качественного покрытия частиц, а в ходе процесса покрытия, при соударении частиц между собой и со стенками корпуса аппарата возникают сколы, приводящие к значительному браку.

Известен также аппарат для нанесения покрытий на частицы в кипящем слое, содержащий вертикально установленный полый корпус и размещенные в нем распыливающее устройство, горизонтально установленную газораспределительную рещетку и расположенную над ней трубку - распределитель потока газа 2.

Трубка-распределитель потока газа представляет собой транспортирующий цилиндр.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

В нем транспортирующий цилиндр образует полость покрытия, имеющую постоянное поперечное сечение, что делает скорость движения покрываемых частиц постоянной, постоянным остается и коэффициент заполнения живого сечения цилиндра покрываемыми частицами. При увеличении скорости движения покрываемых частиц в полости покрытия они приобретают повышенную скорость 15 при выходе из цилиндра. Повыщенная скорость движения покрываемых частиц создает условия для их механического повреждения при соударении между собой как при выходе из цилиндра, так и внутри него, в 20 полости покрытия ввиду постоянства коэффициента заполнения и при соударении о металлические элементы устройства.

Кроме того, постоянное поперечное сечение цилиндра и образуемой им полости покрытия сохраняет скорость движения частиц и теплоносителя с распыленным покрывающим раствором максимально высокой по всей высоте полости и при выходе из нее, что создает условия для выноса распыленного покрывающего раствора из устройства.

Целью изобретения является повышение качества покрытия и уменьшение расхода покрывающего раствора.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате для нанесения покрытий на частицы в кипящем слое, содержащем вертикально установленный полый корпус и размещенные в нем распыливающее устройство, горизонтально установленную газораспределительную решетку и расположенную над ней трубку-разделитель потока газа, трубка-разделитель потока газа выполнена из двух, установленных по оси корпуса, колец в виде усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями.

Кроме того, с целью интенсификации процесса сушки, он снабжен конической оболочкой, охватывающей трубку-разделитель потока газа и образующей с ней замкнутую полость, сообщающуюся с источником теплоносителя или охладителя.

На чертеже изображен предлагаемый аппарат, продольный осевой разрез.

Аппарат содержит вертикально установленный конический полый корпус 1 и размещенные в нем распыливающее устройство 2, горизонтально установленную решетку 3 и расположенную над ней трубку-разделитель 4 потока, которая выполнена из двух, установленных по оси корпуса 1, колец 5 и 6 в виде усеченных конусов, соединенных между собой меньшими основаниями.

Трубка-разделитель 4 закреплена внутри корпуса 1 с помощью подводящей трубы 7 и отводящей трубы 8 с возможностью регулировки по высоте.

Расстояние между газораспределительной решеткой 3, расположенной в нижней части корпуса 1, и нижним уровнем трубки-разделителя 4 регулируется с помощью резьбового соединения 9.

Для обеспечения стока греющей или охлаждающей среды на внутренней полости трубки-разделителя трубки 7 и 8 и находящиеся на них резьбовые соединения могут быть закреплены на газораспределительной рещетке 3 или на нижней части корпуса 1.

Кроме того, аппарат снабжен конической оболочкой 10, охватывающей трубку-разделитель 4 потока газа и образующей с ней замкнутую полость, сообщающуюся с источником теплоносителя или охладителя.

Трубка-разделитель 4 имеет внутри ребра 11, способствующие лучшему тепловому обмену охлаждающей или греющей среды.

Распыливающее устройство 2 устанавливается в зоне наибольших скоростей покрываемых частиц, т.е. в месте соединения колец 5 и 6.

Газораспределительная рещетка 3 имеет две зоны с различными коэффициентами перфорации, что позволяет иметь две полости с различными степенями активности кипения: полость активного кипения, образующаяся над зоной газораспределительной решетки 3 с большим коэффициентом перфорации и внутри трубки-разделителя 4 (полость покрытия), и полость спокойного кипения, образующаяся над зоной газораспределительной решетки 3 с меньшим коэффициентом перфорации между наружной поверхностью трубки-разделителя 4 и внутренней поверхностью полого конического корпуса 1 (полость сушки).

Аппарат работает следующим образом.

В полый цилиндрический корпус 1 аппарата загружаются любым из известных способов покрываемые частицы.

В результате повышения давления газа под газораспределительной решеткой 3 часO тицы начинают кипеть. Так как в зоне под трубкой-разделителем 4 газораспределительная решетка 3 имеет больший коэффициент живого сечения, чем по остальной площади периферии, под трубкой-разделителем 4 создаются условия более активного кипения покрываемых частиц, чем на периферии. Частицы, находящиеся в полости активного кипения под и внутри трубки-разделителя 4, ожижаясь, начинают подниматься. Их поступательное движение вверх внутри труб0 ки-разделителя 4 из-за уменьшения ее поперечного сечения, а следовательно, увеличения скорости ожижающего газа, приобретает характер равноускоренного, а в зоне соединения внутренних конусов 5 и 6 скорость движения покрываемых частиц становится максимальной. В момент прохождения покрываемых частиц мимо распыливающего устройства 2 они имеют максимальную скорость, что приводит к более равномерному распределению покрывающего раство0 ра по их поверхности, при условии наиболее плотного слоя движущихся частиц. Увеличенная плотность слоя создает условия наиболее рационального использования покрывающего раствора, уменьшая его вынос из аппарата. При дальнейшем движении вверх по

трубке-разделителя 4 из-за увеличения ее поперечного сечения покрываемые частицы замедляют свое движение. Таким образом, пройдя зону напыления с максимальной скоростью, что обеспечивает наименьшее время контакта частиц с распыленной покрывающей жидкостью, а стало быть, более тонкое, равномерное покрытие, покрываемые частицы попадают в зону, в которой скорость их восходящего движения падает, расстояние между частицами увеличивается, что создает условия, исключающие резкое соударение только что покрытых частиц между собой, а следовательно, порчу частиц и покрытия.

Выходя с малой скоростью из трубкиразделителя 4, покрытые частицы попадают в зону сушки, имея при этом малую высоту полета, что исключает их биение о металлические детали аппарата, а соударения их о поверхность кипящих частиц в зоне сушки являются незначительными. При этом необходимо учесть, что трубы 7 и 8, на которых подвешена трубка-разделитель 4 в зоне кипения частиц, расположены вертикально. Кипящие частицы ударяются в них по траектории, касательной к их поверхности, что, естественно, ослабляет силу соударения.

В зоне сушки, находящейся между конической оболочкой 10 трубки-разделителя 4 и коническим корпусом 1, покрытые частицы в условиях спокойного кипения подвергаются сушке при одновременной глянцовке. Так как кольцевая зона сушки имеет в вертикальном сечении двухстороннее расширение, то в верхней ее части создаются оптимальные условия для спокойного кипения покрываемых частиц, устраняется возможность их высокого выброса вверх, что, в свою очередь, исключает резкие соударения одних частиц о другие в процессе сушки.

Частично покрытые и подсушенные частицы из зоны сушки через кольцевой зазор между нижней кромкой трубки-разделителя 4 и газораспределительной решеткой 3 поступают вторично во внутреннюю полость трубки-разделителя 4, где орошаются покрываемым раствором, а затем выносятся в полость сушки. Такой цикл в процессе всего покрытия многократно повторяется до тех пор, пока толщина покрытия и его внещний вид не будет соответствовать требованиям, предъявляемым к окончательно покрытым частицам.

При необходимости, во внутренний кольцевой объем трубки-разделителя 4, образованный конусами 5, 6 и 10 в процессе покрытия или сушки или глянцевания покрытых частиц, может быть подана греюшая или охлаждающая среда.

Трубка-разделитель переменного поперечного сечения позволяет изменять скорость газа и скорость движения покрываемых частиц таким образом, что в момент орошения покрывающим раствором их плотность и скорость являются максимальными, что улучшает качество покрытия, приводит к лучшему использованию покрывающего раствора, а при дальнейшем движении падения скорости и уменьшения плотности движущихся частиц за счет увеличения поперечного сечения, приводит к устранению причин, ведущих к повреждению покрываемых частиц и их покрытий.

Двусторонне расширяющаяся в вертикальном сечении кольцевая полость сушки устраняет возникновение больших скоростей кипения и, в свою очередь, повреждение частиц и их покрытий при сушке.

Указанные особенности позволяют улучшить качество покрытия частиц, уменьшив количество брака, возникающего в хо0 де покрытия на 3,4% за один цикл.

Падение скорости движения газа, приводящего в состояние кипения частиц, позволяет уменьшить вынос из аппарата распыленного покрывающего материала, при этом слой движущихся покрываемых частиц используется как фильтрующий слой.

Теплообменное устройство, роль которого выполняет замкнутое пространство между коническими кольцами, заполняемое теплоносителем, позволяет путем интенсификации теплообмена интенсифицировать процесс сушки, сокращая таким образом в целом на 13,4% длительность процесса нанесения покрытия на частицы.

W

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

опублик. 1965. (прототип).