ГРАНУЛЯТОР ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к машинам для гранулирования и может быть использована для гранулирования волокнистых материалов с малой насыпной массой, в частности, при производстве гранулированных стабилизирующих добавок щебеночно-мастичных асфальтобетонов на основе измельченной бумаги.
Известен пресс-гранулятор, содержащий плоскую неподвижную горизонтальную матрицу с перекатывающимися по ней прессующими вальцами, имеющими привод от вертикального вала, расположенного в центре матрицы через горизонтальные водила (а.с. СССР №426873) - аналог.
Недостатком известного решения является его низкая эффективность при гранулировании волокнистых материалов с малой насыпной массой.
Наиболее близким решением по технической сущности является гранулятор, содержащий вертикально установленную вращающуюся дисковую матрицу с фильерами, прессующие ролики предварительного и окончательного гранулирования, расположенные по обе стороны матрицы в смежных по направлению вращения квадрантах относительно горизонтального диаметра матрицы, направляющие лотки, установленные перед роликами и ножи для отрезки гранул (а.с. СССР №1768271) - прототип.
Недостатками известного решения являются низкая эффективность при гранулировании материалов с малой насыпной массой, низкое качество полученных гранул из-за переизмельчения материала при повторном гранулировании.
Задачами полезной модели являются: совершенствование машины для гранулирования материалов, повышение эффективности и производительности процесса гранулирования материалов с малой насыпной массой.
Для достижения поставленных задач известный гранулятор, содержащий плоскую неподвижную матрицу с перекатывающимися по ней прессующими вальцами, имеющими привод от вертикального вала, расположенного в центре матрицы через горизонтальные водила, согласно предлагаемому решению, снабжен предуплотнительным устройством, основными рабочими органами которого являются внутренний подвижный и наружный неподвижный конусы с гладкими или ребристыми поверхностями, причем первый из них установлен в подшипниках эксцентрично вертикальному валу, а второй закреплен неподвижно в пустотелом корпусе и образует с корпусом гранулятора резервуар для хранения и подачи жидкости или пара через отверстия, расположенные по кругу неподвижного конуса, при этом в верхней его части установлена вибрирующая воронка, и наклонными бортами для направления материала под прессующие вальцы и уменьшения застойной зоны.
Подвижный конус устанавливается с эксцентриситетом е, обеспечивающим необходимый рабочий зазор и степень предуплотнения материала, который определяется исходя из свойств гранулируемых материалов.
Установка подвижного конуса на подшипниках позволяет ему уплотнять материал обкаткой без эффекта перетирания.
Поверхность подвижного конуса может быть выполнена ровной или с проточками прямоугольного или сегментального сечения по образующей конуса, либо по винтовой линии.
Угол подвижного и неподвижного конусов может быть различным, в зависимости от характеристик перерабатываемого материала, но с сохранением зоны параллельности.
Внутренняя поверхность неподвижного конуса образует с корпусом гранулятора резервуар, в котором может находиться технологическая жидкость (например, вода) для увлажнения материала.
На внутренней поверхности неподвижного конуса могут укладываться термонагревательные элементы, если по технологии материал необходимо увлажнять паром, либо подсушивать переувлажненный материал.
Для подачи пара или жидкости к материалу в неподвижном конусе имеются отверстия, равномерно расположенные по кольцевой поверхности. Количество и размер отверстий определяются технологическими параметрами производства.
Подача жидкости может осуществляться капельным способом, либо давлением, создаваемым подпиточным насосом.
На стенке загрузочной воронки установлен высокочастотный герератор для обеспечения лучшего ссыпания материала.
Узел верхнего подшипника вертикального вала и наружная сторона пресс-матрицы имеют наклонные борта для уменьшения застойной зоны.
Для снижения вибрации от вибратора, передаваемой на корпус машины, загрузочная воронка установлена с помощью упругих прокладок.
Для лучшего выхода готового продукта ниже матрицы установлен наклонный стол.
Общий вид гранулятора показан на фиг.1. Гранулятор состоит из корпуса 1, внутри которого установлены неподвижная дисковая матрица 5 с формующими отверстиями-фильерами, перекатывающиеся по поверхности матрицы вальцы 6, приводимые в движение от электродвигателя 2 посредством механической передачи 3 и вала 18, предуплотнительное устройство, состоящее из наружного неподвижного 7 и внутреннего подвижного 8 конусов, загрузочной воронки 9 с высокочастотным генератором 10, укрепленной посредством упругих элементов 11, герметизирующая крышка 12 резервуара 14, наклонные борта 15, нож 16 для срезания готовых гранул, наклонный стол 4 для направления готовых гранул к выгрузочному отверстию 17. С наружной стороны корпуса укреплен подпиточный насос 13 для создания избыточного давления в резервуаре 14.
Устройство, представленное на фиг.1, работает следующим образом. Гранулируемый волокнистый материал через загрузочную воронку 9 подается в предуплотнительное устройство. Лучшему ссыпанию материала способствуют высокочастотные колебания генератора 10. Через отверстия в неподвижном конусе на материал под давлением, развиваемым насосом 13, подается увлажняющая жидкость или пар. Для равномерности распределения жидкости или пара по всему объему материала отверстия просверлены равномерно по окружности. Попавший между наружным неподвижным 7 и внутренним подвижным 8 конусами материал под действием сдавливающей нормальной силы со стороны рабочих поверхностей конусов уплотняется при обкатывании материала внутренним подвижным конусом 8. Степень уплотнения зависит от величины эксцентриситета е и длины рабочей зоны (зоны параллельности). Для лучшего захвата материла рабочая поверхность внутреннего подвижного конуса 8 может иметь проточки прямоугольного или сегментального сечения по образующим конуса.
Предварительно уплотненный материал, под напором поступающего сверху нового материала и силой тяжести, проходит между конусами в момент их максимального расхождения и ссыпается непрерывным потоком на неподвижную матрицу 5 гранулятора, попадая под прессующие вальцы 6. Для уменьшения застойной зоны и направления всего материала под прессующие вальцы узел верхнего подшипника вертикального вала 18 и наружная поверхность пресс-матрицы 5 снабжены наклонными бортами 15. Под действием прессующей силы со стороны вальцов 6 происходит продавливание материала через формующие отверстия матрицы 5. Выходящие с другой стороны матрицы жгуты срезаются ножом 16 и падают на наклонный стол 4, по которому они направляются к выгрузочному отверстию 17. Наклон стола выбирается с учетом самостоятельного ссыпания гранул под действием силы тяжести. В этом случае отсутствует необходимость в применении дополнительных элементов в виде скидывающих ножей.
За счет уплотнения материала в предуплотнительном устройстве энергия вальцов расходуется непосредственно на продавливание материала через фильеры, благодаря этому увеличивается скорость гранулирования и, как следствие, производительность машины. Таким образом, заявляемое устройство позволяет повысить производительность машины и эффективность процесса гранулирования.