Устройство для гранулирования материалов
Полезная модель относится к гранулированию и сушке материалов и может быть использована в химической и смежных отраслях промышленности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений.
Технической задачей полезной модели является повышение выхода товарной фракции за счет эффективного разделения материала в конусном классификаторе и направления к входному концу обратного шнека более мелкого материала.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве:
- ленточный шнек имеет обратные витки, направленные к широкому основанию конуса;
- обратные витки ленточного шнека направлены к загрузочному отверстию обратного шнека;
- диаметр ленточного шнека определяется по формуле:
где Dnк - диаметр отверстия подпорного кольца; Dб - диаметр барабана; Dк - диаметр узкого основания конуса; L - длина конуса; Li - расстояние от меньшего основания конуса до некоторой точки на его оси.
Полезная модель относится к гранулированию и сушке материалов и может быть использована в химической и смежных отраслях промышленности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений.
Известно устройство для гранулирования материалов (см. Шахова Н.А. и др. Исследование тепло- и массообмена в промышленных грануляторах-сушилках. Химическая промышленность, 1974, N 2), содержащее вращающийся барабан с винтовой и лопастной насадками, обратным шнеком, конусным классификатором, загрузочную камеру с форсункой для ввода пульпы и патрубками для ввода порошкообразного материала и теплоносителя и разгрузочную камеру.
Недостатком данного барабанного гранулятора является получение неоднородного по гранулометрическому составу продукта из-за низкой эффективности разделения материала в конусном классификаторе.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для гранулирования материалов (авторское свидетельство СССР 1274760 «Устройство для гранулирования материалов»), содержащее вращающийся барабан с винтовой и лопастной насадками, обратным шнеком, конусным классификатором и установленным соосно по его длине ленточным шнеком переменного диаметра, загрузочную камеру с форсункой для ввода пульпы и патрубками для ввода порошкообразного материала и теплоносителя и разгрузочную камеру.
Недостатком данного устройства является низкий выход товарной фракции.
Технической задачей полезной модели является повышение выхода товарной фракции за счет эффективного разделения материала в конусном классификаторе и направления к входному концу обратного шнека более мелкого материала.
Указанная техническая задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве:
- ленточный шнек имеет обратные витки, направленные к широкому основанию конуса;
- обратные витки ленточного шнека направлены к загрузочному отверстию обратного шнека;
- диаметр ленточного шнека определяется по формуле:
,
где Dnк - диаметр отверстия подпорного кольца; Dб - диаметр барабана; Dк - диаметр узкого основания конуса; L -длина конуса; Li - расстояние от меньшего основания конуса до некоторой точки на его оси.
На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для гранулирования материалов, продольный разрез.
Устройство для гранулирования состоит из вращающегося барабана 1, внутри которого установлены винтовая 2 и подъемно-лопастная насадка 3, обратный шнек 4 и конусный классификатор 5, внутри которого установлен соосный ленточный шнек 6, имеющий направление к широкому основанию конуса и переменное сечение, уменьшающиеся в сторону узкого основания конуса, и шаг, увеличивающийся в сторону узкого основания конуса. При этом обратные витки ленточного шнека направлены к загрузочному отверстию обратного шнека. По торцам барабана 1 смонтированы загрузочная камера 7, снабженная форсункой 8 для ввода пульпы и патрубками для ввода порошкообразного материала 9 и теплоносителя 10, и разгрузочная камера 11.
Устройство для гранулирования работает следующим образом.
При вращении барабана 1 сухой материал ссыпается с лопаток насадки 3 и образует завесу, на которую форсункой 8 распыливается пульпа. При этом частицы материала укрупняются, приобретают сферическую форму, уплотняются и сушатся в потоке теплоносителя. Высушенный гранулированный продукт поступает в классификатор 5, в конусе которого мелкие гранулы располагаются преимущественно в центральной части скатывающегося слоя. Мелкая фракция обратным ленточным шнеком 6 выводится из конусного классификатора и направляется непосредственно к загрузочному отверстию обратного шнека 4, которым возвращается в. головную часть барабана на доращивание. Крупная фракция выводится из барабана 1 через штуцер в разгрузочной камере 11.
В отсутствие обратного ленточного шнека 6 в конусном классификаторе мелкая фракция частично захватывается обратным шнеком, а частично выводится из барабана вместе с готовым продуктом.
В предлагаемом устройстве реализуется эффект разделения полидисперсных частиц по размерам в засыпке при вращении барабана, который заключается в том, что при вращении барабана крупные частицы всплывают на поверхность скатывающегося слоя засыпки, а мелкие - погружаются внутрь засыпки и занимают место в ее центре. Использование этого эффекта позволяет выводить мелкие частицы с помощью обратного ленточного шнека из зоны разделения в конусном классификаторе и направлять их к загрузочному концу обратного шнека. Вследствие этого в головную часть барабана на доращивание направляются преимущественно мелкие частицы, что позволяет сконцентрировать их в начале завесы и существенно повысить ее плотность и однородность. В результате повышается однородность гранулометрического состава продукта и выход товарной фракции.
Для выполнения своего функционального назначения элементы конструкции предлагаемого устройства должны иметь следующие геометрические параметры.
Ленточный шнек с обратными витками служит для транспортирования мелкой фракции в скатывающемся слое засыпки в конусном классификаторе к загрузочному концу обратного шнека. В связи со своим функциональным назначением ленточный шнек должен находиться в центральной части засыпки, образующейся в конусном классификаторе, и иметь переменный диаметр, увеличивающийся к широкому основанию конуса. Отклонение диаметра шнека от рассчитанного в соответствии с предлагаемой формулой нарушает работоспособность устройства и препятствует выполнению его функционального назначения.
Ширина ленты шнека определяется из условия обеспечения необходимой производительности по мелкой фракции.
Предлагаемое устройство позволяет направлять преимущественно мелкую фракцию в головную часть барабана на доращивание. По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает получение продукта более однородного гранулометрического состава, увеличение выхода товарной фракции, что улучшает технико-экономические показатели производства.
Устройство для гранулирования материалов, содержащее вращающийся барабан с винтовой и лопастной насадками, обратным шнеком, конусным классификатором с установленным соосно по его длине ленточным шнеком переменного диаметра, загрузочную камеру с форсункой для ввода пульпы и патрубками для ввода порошкообразного материала и теплоносителя и разгрузочную камеру, отличающееся тем, что ленточный шнек имеет обратные витки, направленные к загрузочному отверстию обратного шнека, причем диаметр ленточного шнека определяется по формуле:
где Dпк - диаметр отверстия подпорного кольца; Dб - диаметр барабана; Dк - диаметр меньшего основания конуса; L -длина конуса; Li - расстояние от меньшего основания конуса до некоторой точки на его оси.
