АППАРАТ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройствам для гранулирования веществ из их расплавов путем дробления расплава на отдельные капли над уровнем жидкости и отвердевания их в охлаждающей жидкой среде в виде сферических гранул и может быть использована для получения гранул тротила и других химических веществ.
Известен аппарат черт. 3398-200-00 (Нестандартизованное оборудование производств спецхимии. Каталог. М. ЦНИИНТИ, 1985, стр.44), взятый нами в качестве наиболее близкого аналога, в котором гранулирование расплавленного тротила осуществляется путем формирования отдельных капель, вытекающих из калиброванных отверстий на перфорированном дне камеры и падающих в слой холодной жидкости, где они отверждаются и превращаются в гранулы сферической формы, далее гранулы отделяются от жидкости и направляются на сушку. В известном аппарате калиброванные отверстия выполнены в съемных фторопластовых втулках, установленных на перфорированном дне камеры. При диаметре отверстия во фторопластовой втулке 1,7 мм получаются гранулы тротила размером 3÷4 мм. В последнее время возникла острая необходимость в получении сферических гранул тротила диаметром 1,5÷2 мм. Попытки получить гранулы диаметром 1,5÷2 мм за счет уменьшения отверстий во фторопластовых втулках не увенчались успехом, так как при диаметрах отверстий меньше 1,5 мм силы поверхностного натяжения превышают силы тяжести капли и не происходит истечения через
отверстия. Кроме того, наблюдается кристаллизация тротила в отверстиях с маленькими диаметрами, что в итоге приводит к забивке отверстий. Попытки увеличить силу тяжести капли в отверстиях за счет увеличения столба расплавленного тротила над перфорированным дном камеры не способствовали уменьшению диаметра гранул, так как сумма сил тяжести увеличивающейся в размерах капли, и сил инерции вновь добавляемых частиц расплава тротила превосходит силу поверхностного натяжения капли в отверстии только при диаметрах капли 3÷4 мм.
Задачей предлагаемого технического решения является создание аппарата для гранулирования расплавленного тротила, обеспечивающего получение однородных гранул в пределах 1,5÷2 мм.
Технический результат достигается тем, что в отверстиях фторопластовых втулок соосно установлены заостренные в нижней части под углом 10÷20° стержни с образованием между внутренней стенкой отверстия и наружной поверхностью стержня кольцевого зазора, причем в верхней части фторопластовой втулки выполнена расточка меньшего диаметра, в которую плотно установлена цилиндрическая часть стержня, а на боковой поверхности фторопластовой втулки выполнено сквозное отверстие, расположенное на уровне верхней поверхности перфорированного дна.
На фиг.1 изображен общий вид аппарата, на фиг.2 изображен узел каплеобразования. Аппарат для гранулирования расплавленных материалов содержит колонну 1, в верхней части которой расположена грануляционная камера 2, снабженная перфорированным дном 3. На дне выполнены отверстия 4, в которых установлены фторопластовые втулки 5 с отверстиями. Во фторопластовых втулках установлены заостренные в нижней части под углом от 10° до 20° стержни 6. Диаметры стержней и отверстий во втулках выбраны таким образом, что между наружной
поверхностью стержня и внутренней стенкой отверстия образован кольцевой зазор 7 для истечения расплава гранулируемого вещества (тротила). Верхняя часть фторопластовой втулки имеет расточку 8, диаметр которой меньше диаметра отверстия, по которой происходит истечение расплава. В расточку плотно установлена цилиндрическая часть стержня, снабженная шляпкой 9 для предотвращения выпадания стержня из фторопластовой втулки. На боковой поверхности втулки выполнено отверстие 10 для сообщения кольцевого зазора 7 с полостью камеры 2. Корпус снабжен штуцером 11 для тангенциального ввода холодной воды в корпус и устройством 12 для регулирования уровня воды в колонне.
Аппарат для гранулирования расплавленных материалов работает следующим образом. В колонну грануляции через штуцер 11 подается холодная вода. Уровень воды в колонне грануляции поддерживается переливом через штуцер устройства 12 для регулирования уровня. Расплав тротила подается на перфорированную решетку гранулятора. Через отверстие 10 во втулке расплав тротила затекает в кольцевой зазор 7, далее за счет смачивания стекает по стержню. Стекающий по стержням расплав тротила образует на заостренных концах стержней капли, увеличивающиеся до тех пор, пока сумма сил тяжести увеличивающейся в размерах капли и сил инерции вновь добавляемых частиц расплава не превосходит сил поверхностного натяжения капли на конце стержня. Наглядным подтверждением принципа каплеобразования является пример образования капель воды на ледяных сосульках, свисающих с крыш домов. Чем острее и тоньше ледяная сосулька, тем меньше диаметр капли, падающей с заостренного конца сосульки и чаще отрыв капли с сосульки и наоборот. Таким образом, путем подбора угла конусности стержней можно получить различную степень грануляции перерабатываемого вещества. Стекающие с конца стержней капли расплава падают в слой холодной
воды в колонне, где они отверждаются и превращаются в гранулы сферической формы. Гранулы из нижней части колонны выводятся вместе с водой, отделяются в водоотделителе и направляются на сушку. Изучение процесса гранулирования расплава тротила по предлагаемому техническому решению с целью получения гранул с размерами до 2 мм было проведено на опытной установке. Было установлено, что при диаметре отверстия во фторопластовой втулке 3 мм, диаметре цилиндрической части стержня 2,5 мм, угле конусности конца стержня 10÷20° и соосном расположении стержня относительно диаметра отверстия втулки получаются гранулы однородного состава диаметром 1,5÷2 мм. При несоосном расположении втулки и стержня отмечалось изменение гранулометрического состава, которое колебалось в пределах от 1,2 мм до 3 мм.
Предложенное техническое решение рекомендовано для использования при реконструкции существующего аппарата для гранулирования расплавленного тротила.