ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для гранулирования и может быть использовано в строительной, химической, энергетической, сельскохозяйственной и др. отраслях промышленности для микрогранулирования пылеуноса сушильных и обжиговых агрегатов, микрогранулирования сырьевых материалов, капсулирования минеральных компонентов, микрогранулирования композиционных смесей и др.
Известна эжекционная машина для смешивания и микрогранулирования техногенных материалов, содержащая приемный бункер, переходящий внизу в патрубок, эжектор, состоящий из приемной камеры смешивания, часть которой выполнена в виде конфузора, переходящего в разгонную трубку (патент на полезную модель RU №120374, опубл. 20.09.2012).
Недостатком известного решения являются громоздкость конструкции; сложность подачи воздушно-материального потока внизу вследствие вертикального расположения торообразных камер; недостаточные условия для равномерного распределения компонентов гранулируемой шихты, обусловленное подачей связующего материала непосредственно в верхнюю торообразную камеру; получение недостаточно плотных гранул на выходе из агрегата.
Известна конструкция виброцентробежной машины для гранулирования техногенных материалов с малой насыпной массой включающая формующее устройство - пресс-валки для подготовки материала, установленные под ним и жестко закрепленные на раме вертикальной плоскости три жестко соединенных между собой цилиндрических барабана для гранулирования материала, причем рама в своей нижней части закреплена на шейках эксцентриковых валов, обеспечивающих каждому из цилиндрических барабанов заданную траекторию движения, а в верхней части соединена с ползунами вертикальных направляющих опорных стоек (патент на изобретение RU №2412753, опубл. 27.02.2011).
Недостатком известной конструкции является ее повышенная металлоемкость и низкая производительность.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для пневмомеханического гранулирования техногенных материалов, содержащее приемный бункер, две торообразные камеры, выполненные из упругого материла, камеру смешения, выхлопную трубу для вывода отходящих воздушных потоков (патент на изобретение RU №2538579, опубл. 10.01.2015).
Недостатком известного решения являются сложность конструкции агрегата, низкая эффективность, повышенная металлоемкость, малая степень свободы гранулируемого материла.
С существенными признаками прототипа совпадает следующая совокупность существенных признаков заявляемого устройства: входной патрубок, верхняя и нижняя торообразные камеры, выполненные из упругого материла, выгрузочное отверстие верхней камеры, загрузочное отверстие нижней камеры, выхлопная труба для вывода отходящих воздушных потоков.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности пневмомеханического гранулирования материалов с малой насыпной массой за счет повышения турбулизации материально-воздушного потока.
Технический результат достигается тем, что пневмомеханическое устройство для микрогранулирования дисперсных материалов содержит входной патрубок, верхнюю и нижнюю торообразные камеры, выполненные из упругого материла, выгрузочное отверстие верхней камеры, загрузочное отверстие нижней камеры, выхлопную трубу для вывода отходящих воздушных потоков. В предложенном решении входной патрубок расположен под углом α=10-45° к горизонтальной плоскости в верхней торообразной камере. Выгрузочное отверстие верхней камеры соединено с загрузочным отверстием нижней камеры посредством подпружиненных перфорированных спиралевидных пластин. Пластины в верхней части закреплены жестко с расположенным большим основанием вверх усеченным конусом, имеющим двойные стенки, которые образуют внутреннюю полость. В нижней части закрепление произведено посредством упругих подпружиненных пластин с усеченным конусом-пароприемником, который расположен большим основанием вниз и имеет направляющие лопатки. В верхней части расположено входное отверстие внутренней полости конуса с двойными стенками, при этом его наружные стенки в верхней части над спиралевидными пластинами выполнены с жалюзеобразными щелевидными отверстиями, направляющие пластины которых расположены на боковой поверхности конуса с двойными стенками под углом γ=0-30°.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.
На фиг. 1 показан общий вид пневмомеханического гранулятора; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.
a
Пневмомеханическое устройство для микрогранулирования дисперсных материалов состоит из вертикального корпуса 1 на котором жестко, например сваркой, последовательно закреплены разгрузочный бункер 2, верхняя 3 и нижняя 4 торообразные камеры. Внутри торообразных камер размещен большим основанием вверх усеченный конус 5 с двойными стенками. Двойные стенки образуют внутреннюю кольцевую полость 6. На наружной стенке имеется жалюзеобразные щелевидные отверстия 7, направляющие пластины которых расположены на боковой поверхности конуса с двойными стенками под углом γ=0-30°. Между двойными стенками имеется входное отверстие 8. На конце усеченного конуса 5, возле входного отверстия 8, жестко закреплены спиралевидные пластины 9, которые могут быть выполнены перфорированными либо с цельной поверхностью, а также жестко закрепленные с помощью сварки пластины 10, подпружиненные пластины 11 и усеченный конус-пароприемник 12 с направляющими лопатками. Входной патрубок 13, выполненный, например, в виде смешивающий форсунки или трубы, входит в верхнюю торообразную камеру 3 тангенциально вверх по направлению движения материала под углом =10-45°. В верхней части устройства установлена выхлопная труба 14 для вывода отходящих воздушных потоков.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Пароувлажненный гранулируемый материал, например микрочастицы пыли и отсев гранул, в виде материально-воздушной смеси вместе со связующим компонентом поступает через входной патрубок 13 в верхнюю торообразную камеру 3. Ввод подготовленного материала тангенциально и под углом а создает сложное движение материально-воздушного потока внутри верхней торообразной камеры 3. Под действием центробежных сил частицы материала отбрасываются к стенке верхней торообразной камеры 3 и, перекатываясь по поверхности внутренней стенки, окатываются, образуя зародыши гранул. Для увеличения коэффициента трения материала о внутреннюю стенку торообразной камеры, и, как следствие, увеличения степени окатывания материала, внутренние стенки торообразных камер 3 и 4 могут иметь резиновое или полимерное покрытие. В результате идеального вытеснения, за счет поступления нового материала, образовавшиеся гранулы из верхней торообразной камеры 3 по перфорированным спиралевидным пластинам 9 попадают в нижнюю торообразную камеру 4, закрепленную на корпусе 1. При перемещении материала по пластинам 9 происходит виброуплотнение зародышей гранул с одновременным отсевом крупки через отверстия на поверхностях пластин. Колебания подпружиненных перфорированных спиралевидных пластин 9 обеспечиваются интенсивными воздушными потоками внутри агрегата и усиливаются жестко закрепленными пластинами 10 и подпружиненными пластинами 11. После попадания виброуплотненных гранул в нижнюю торообразную камеру 4, за счет увеличения степени свободы гранулируемых частиц, происходит сферообразование и рост гранул. Вытесняемые новым материалом гранулы попадают в разгрузочный бункер 2 и далее выводятся из агрегата. Оставшийся внутри агрегата воздух через усеченный конус-пароприемник 12 с направляющими лопатками для усиления закручивания воздушных потоков направляется в размещенный большим основанием вверх усеченный конус 5 с двойными стенками, образующими внутреннюю кольцевую полость 6. Внутренняя стенка усеченного конуса работает как циклон, благодаря чему происходит осаждение микрочастиц пыли на ее поверхности и ссыпание их в нижнюю часть усеченного конуса, а очищенный воздух выходит из устройства через выхлопную трубу 14. Дойдя до нижней части усеченного конуса, осевшие микрочастицы пыли засасываются эжекционно во входное отверстие 8 между внутренней и наружной стенками усеченного конуса-пароприемника. В это же пространство эжекционно засасывается отсев гранул. Двигаясь под действием воздушных потоков, микрочастицы пыли и отсев гранул попадают в верхнюю торообразную камеру 3 через жалюзеобразные щелевидные отверстия 7 и далее смешиваются с основным материалом.
За счет упрощения конструкции и совмещения в одном агрегате нескольких последовательных стадий уплотнения материала, а также создания рецикла материала, происходит повышение эффективности работы и рост производительности гранулятора. Появляется возможность использовать различные техногенные материалы с малой насыпной массой и различной структурой. Обеспечивается интенсивное и более равномерное смешение компонентов на входе в агрегат.