Устройство для гранулирования
APPARATUS FOR GRANULATION

Изобретение предназначено для использования в области химического машиностроения, в частности для формирования топливных гранул из углеродсодержащих и других мелкодисперсных материалов.
Известна установка для изготовления топливных и кормовых гранул, содержащая корпус с установленными в нем на осях двумя соприкасающимися прокатными валками, выполненными с возможностью вращения навстречу друг другу и соединенными с двигателем, загрузочный бункер, установленный в верхней части корпуса, и приемный бункер, установленный в нижней части корпуса. Прокатные валки выполнены с эластичной оболочкой из полиуретана, имеющей матрицы в виде формующих многогранных полостей (патент РФ №178700, В30В 11/18, 03.05.2017).
Несмотря на простоту конструкции и заявленную возможность варьирования форм производимых гранул, недостатком установки является отсутствие регулируемой организованной подачи и предварительного уплотнения исходной смеси (отсутствие шнека для подачи и подпрессовки исходного порошка).
Известен валковый пресс для брикетирования сыпучих полидисперсных материалов, содержащий установленные на станине друг против друга попарно, вращающиеся встречно приводные валки с формующимися ячейками в виде симметричных полуфурм будущих брикетов и загрузочный бункер-распределитель со шнековым питателем, ось шнека которого направлена в зону угла захвата брикетной смеси валками. При этом выходное отверстие бункера-распределителя расположено над валками для вертикальной подачи брикетной смеси в зону угла захвата брикетной смеси валками и заполнения ею ячеек валков. Загрузочный бункер-распределитель выполнен с возможностью вертикальной подачи в него брикетной смеси, при этом шнек питателя размещен в нижней части бункера-распределителя сбоку и наклонно в непосредственной близости от валков (патент РФ №100950, МПК В30В 11/18, 02.08.2010).
В известном решении отсутствует возможность получения гранул различных размеров.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для гранулирования сыпучих материалов, содержащее два горизонтальных цилиндрических барабана, установленных с минимальным зазором. Над барабанами симметрично расположен механизм подачи и подпрессовки материала, выполненный в виде циклона или бункера с вертикальным винтовым выгружателем и направляющей насадкой внизу. Между механизмом подачи и подпрессовки материала и барабанами установлена распределительно-направляющая гребенка, выполненная из отдельных пластин и проставок, таким образом, что все пластины введены с минимальным зазором в кольцевые проточки барабанов на их глубину, по контуру прилегания проточек (патент РФ №19482, B01J 2/00, 13.02.2001).
Существенными недостатками является сложность конструкции из-за необходимости введения пластин и гребенок в кольцевые проточки барабанов на их глубину по контуру проточек, отсутствие механизма для получения гранул различных размеров.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание устройства для гранулирования, применяемого в составе линии подготовки пресс-порошка.
Техническим результатом заявляемого изобретения является изготовление топливных гранул различных размеров, удовлетворяющих требованиям технологического процесса.
Технический результат достигается благодаря тому, что устройство для гранулирования содержит бункер для порошка, узел вертикальной шнековой подачи, выполненный с возможностью дозированной подачи порошка из бункера на механизм гранулирования. Механизм гранулирования содержит два валка с профилированными насечками для формирования гранул. Валки установлены с зазором между ними с возможностью вращения навстречу друг другу и снабжены электроприводом, выполненным с возможностью обеспечения синхронного вращения валков.
Кроме этого, устройство для гранулирования содержит емкость для порошка с узлом беспылевой пересыпки для ее разгрузки, узел горизонтальной шнековой подачи порошка в бункер, соединенный с упомянутым узлом беспылевой пересыпки. В механизме гранулирования расположены устройство поджима валков, выполненных сменными, и скребки для очистки валков. Ситовый протир для спрессованных из порошка гранул состоит из сменного сита, закрепленного на съемном каркасе, ротора с серводвигателем для приведения его в движение и вибропривода для отряхивания сетки сита. Устройство содержит емкость для гранул с узлом беспылевой пересыпки для ее загрузки.
Заявляемое техническое решение иллюстрируется следующими чертежами: на фиг. 1 изображен общий вид устройства для гранулирования, на фиг. 2 - узел беспылевой пересыпки, на фиг. 3 - механизм гранулирования.
Устройство для гранулирования включает узел 1 горизонтальной шнековой подачи, состоящий из горизонтального раструба с входным и выходным наклонными патрубками. Узел 1 обеспечивает дозированную подачу порошка в бункер 2 с датчиком 3 уровня.
Узел 1 соединен с узлом 4 беспылевой пересыпки, осуществляющим разгрузку емкости 5 для порошка.
Узел 4 беспылевой пересыпки разгрузки служит для подстыковки емкости 5 для порошка к устройству для гранулирования. Узел 4 состоит из герметичного корпуса, штока 6 с конической пробкой, пневмопривода 7 штока, опоры 8, раструба 9 для стыковки с узлом 1 горизонтальной шнековой подачи. К корпусу узла 1 подсоединены патрубок 10 подвода инертного газа в полости устройства для гранулирования и патрубок 11 продувки торца горловины. На опоре 8 узла 4 беспылевой пересыпки установлены три пневмоцилиндра 12 зажимных для прижима емкости 5 для порошка.
Узел 13 вертикальной шнековой подачи включает шнек, угловой редуктор и серводвигатель. Шнек узла 13 вертикальной шнековой подачи подпрессовывает порошок и подает его из бункера 2 на механизм 14 гранулирования, содержащий два вала с закрепленными рабочими валками 15. Валки 15 установлены с зазором с возможностью вращения навстречу друг другу и снабжены электроприводом, выполненным с возможностью обеспечения синхронного вращения валков. Валки 15 поджимаются друг к другу устройством 16 поджима валков, которое представляет собой рычажный механизм, поджимающий качающийся рычаг второго вала и приводимый в движение электроцилиндром, усилие поджима контролируется тензодатчиком. Валки 15 имеют профилированную насечку на рабочих поверхностях для формирования гранул. Под валками 15 имеются скребки 17 для очистки валков. Спрессованный в гранулы порошок с валков 15 попадает в ситовый протир 18, который состоит из сменного сита 19, закрепленного на съемном каркасе, ротора 20, приводимого в движение серводвигателем, и вибропривода 21 для отряхивания сетки. Узел 22 беспылевой пересыпки, осуществляющий загрузку емкости 23 гранулами, аналогичен по конструкции узлу 4.
Устройство для гранулирования закреплено на раме 24, которая обеспечивает жесткость и сейсмостойкость конструкции.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Перед запуском в работу в установке создают инертную атмосферу с требуемыми технологическими параметрами. Инертный газ снизу поступает в узел 22 беспылевой пересыпки загрузки. Газ из узла 4 беспылевой пересыпки разгрузки выходит в спецвентиляцию. Давление в устройстве для гранулирования контролируют по показаниям датчика (на фиг. не указан). При падении давления в устройстве открывается входной клапан и проводится подпитка инертным газом.
Исходную емкость 5, заполненную мелкодисперсным порошком, устанавливают на горловине узла 4 беспылевой пересыпки разгрузки. Пустую емкость 23 для гранул пристыковывают к горловине узла 22 беспылевой пересыпки загрузки. Пневмоцилиндры 12 фиксируют емкости 5, 23.
При подстыковке емкости 5 для порошка выполняют продувку стыка: открывается один запорный клапан подачи инертного газа, затем второй - сдувки, продувают стык емкости 5 для порошка и узла 4 беспылевой пересыпки разгрузки, затем подача инертного газа прекращается. При нажатии конической пробки узла 4 беспылевой пересыпки крышка емкости 5 для порошка открывается внутрь.
Подстыковка емкости 23 для гранул осуществляется аналогично подстыковке емкости 5 для порошка.
Порошок ссыпается из емкости 5 через узел 4 беспылевой пересыпки разгурзки в раструб узла 1 горизонтальной шнековой подачи, затем шнек перемещает порошок в бункер 2. Заполнение бункера 2 контролируется датчиком 3 уровня.
Шнек узла 13 вертикальной шнековой подачи обеспечивает подпрессовку и дозированную подачу порошка из бункера 2 на валки 15. При необходимости возможна замена валков 15 на валки с ячейками другого размера. Усилие прессования обеспечивается устройством 16 поджима валков и контролируется тензодатчиком.
Спрессованный в гранулы порошок с валков 15 попадает в ситовый протир 18, в котором гранулы измельчаются вращающимся ротором 20. Достигнув необходимого размера, гранулы просеиваются через сито 19 в раструб узла 22 беспылевой пересыпки загрузки и затем попадают в емкость 23 для гранул. Для изготовления топливных гранул различных размеров производится замена сита 19 на сито с ячейками другого размера.     Контроль наполнения емкости обеспечивается тензодатчиками.
Таким образом, использование заявленного устройства для гранулирования позволяет изготавливать топливные гранулы различных размеров, удовлетворяющие требованиям технологического процесса.