Устройство для гранулирования термопластичных прутков из пожароопасных материалов

 

Изобретение относится к устройствам для измельчения термопластичных прутков. Цель - безопасное высокопроизводительное измельчение взрывопожароопасных прутков на гранулы стабильного размера. Устройство для гранулирования содержит плиту 1 с гнездами 2 для размещения прутков, радиально расположенные к оси вращения ножи 7, примыкающие с зазором f к плите 1 и снабженные приводом вращения. Новым в устройстве является то, что ножи 7 закреплены на высоте h, равной высоте гранул над диском 6, снабженным под режущей частью ножей сквозными окнами, а прутки собраны в пучки с размерами D x L и вложены в съемные пеналы 21, зафиксированные по окружности D₁ соосно гнездам 2 плиты 1 на поворотной обойме 18, установленной на оси 19, скрепленной с плитой 1, причем пучки прутков контактируют одним торцом с диском 6, а другим с подвижными под постоянной нагрузкой толкателями 23, обеспечивающими перемещение пучков в пеналах 21. Кроме того, в качестве оси 19 обоймы 18 используется пневмоцилиндр, к штоку 20 которого подвешены толкатели 23 с грузами 24, на диске 6 со стороны, противоположной установке ножей 7, закреплены между последними гребки 15, помещенные в приемник 12 гранул, снабженный загрузочным отверстием 13. Каждый пенал 21 снабжен съемным шибером, установленным в поперечную сквозную щель с возможностью опирания шибера на обойму 18. Плита 1 снабжена каналами для подачи сжатого воздуха на рабочую поверхность диска 6, контактирующего с торцами пучков. Плита 1 установлена на регулируемых по высоте стойках 3 для обеспечения ее перемещения относительно ножей 7. Приемник 12 закреплен на плите 1 и снабжен дополнительным патрубком 14 для подачи в него теплоносителя. Нерабочая поверхность диска 6 снабжена сквозными отверстиями. Цель достигается путем разделения общей загрузки на отдельные закапсулированные порции с удобным и безопасным способом их термостатирования, транспортировки и резки, а также путем обеспечения разгерметизации устройства при аварии. 7 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к устройствам для измельчения термопластичных прутков из пожароопасного материала.

Известно устройство для гранулирования, содержащее плиту с гнездами для размещения прутков, радиально установленные к оси вращения ножи, примыкающие с зазором к плите и снабженные приводом.

Известное устройство для гранулирования осуществляет резку прутков на гранулы в процессе их формования в горячем состоянии.

Целью изобретения является осуществление гранулирования термопластичных прутков из пожароопасного материала мерной длины (например, диаметр d=6 мм, длина L=450 мм), находящихся в холодном состоянии, горение которых в закрытом объеме переходит во взрыв, вследствие увеличения скорости горения при повышении давления газов в закрытом объеме.

Работа с такими материалами требует соблюдения техники безопасности: отсутствие во время работы устройства обслуживающего персонала в помещении, исключение защемления прутков и гранул в холодном состоянии, разгерметизация устройства при загорании материала в последнем, строгое соблюдение технологического режима резки и т.д.

Кроме того, резка прутков должна осуществляться с большой производительностью при сравнительно небольшой загрузке прутков в устройство.

Для этого в устройстве для гранулирования прутков, содержащем плиту с гнездами для размещения прутков, радиально установленные к оси вращения ножи, примыкающие с зазором к плите и снабженные приводом, диск, ножи закреплены над диском на высоте, равной высоте гранул, при этом под режущей частью ножей в диске выполнены сквозные окна, а устройство снабжено для размещения пучков прутков съемными пеналами, зафиксированными по окружности соосно гнездам плиты на поворотной обойме, установленной на оси, скрепленной с плитой, причем пеналы установлены с возможностью контакта пучков прутков одним торцом с диском, а другим с толкателями, вставленными в пеналы с возможностью движения под постоянной нагрузкой для обеспечения перемещения пучков в пеналах. В качестве оси обоймы используется пневмоцилиндр, к штоку которого подвешены толкатели с грузами; устройство снабжено приемником гранул с выполненным в нем разгрузочным отверстием, причем на диске со стороны, противоположной установке ножей, закреплены между последними гребки, помещенные в приемник гранул; каждый пенал снабжен съемным шибером, установленным в выполненную в пенале поперечную сквозную щель с возможностью опирания шибера на обойму; плита снабжена каналами для подачи сжатого воздуха на рабочую поверхность диска, контактирующую с торцами пучков в пеналах; плита установлена на регулируемых по высоте опорах для обеспечения ее перемещения относительно ножей; приемник гранул закреплен на плите и снабжен патрубком для подачи в него теплоносителя; на поверхности диска выполнены сквозные отверстия.

Благодаря наличию упорного диска для пучков прутков, последние режутся на гранулы равной высоты, которые проваливаются в окна на диске под режущей частью ножей, но в которые не могут проваливаться отдельные прутки из пучков.

Предварительная сборка прутков в пучки в пеналах обеспечивает удобство и безопасность их транспортировки и разогрева, например, в водяной термованне и повышает производительность резки прутков на гранулы, этому же способствует загрузка устройства несколькими пеналами, установленными в обойме по окружности размещения радиально расположенных ножей.

Кроме того, поворотная обойма обеспечивает возможность загрузки устройства с одного места.

Подвижные толкатели, создающие постоянную нагрузку на пучки прутков, обеспечивают надежную их подачу под ножи и разгерметизацию устройства при загорании в нем материала прутков, в результате чего пучки прутков вместе с толкателями выбрасываются из пеналов и газы начинают свободно истекать из гнезд плиты, при этом плита, диск для ножей и приемник гранул выполняются достаточно массивными и прочными, чтобы при горении не произошла их деформация и устройство осталось работоспособным, а диаметр и количество пучков принимаются такими, чтобы площадь сечения гнезд обеспечила выброс газа из устройства без чрезмерного повышения давления в нем.

При выбросе пучков прутков из пеналов общая масса горючего материала в устройстве уменьшается и при аварии в нем меньше выделяется тепла, что гарантирует сохранность устройства.

Вертикальная компановка устройства обеспечивает последнему меньшие габариты в плане, что приводит к экономии производственной площади.

Использование в качестве оси обоймы приводного устройства для толкателей пневмоцилиндра делает устройство более компактным.

Приемник гранул с гребками на диске для перемещения гранул к разгрузочному отверстию приемника позволяет связать кинематически перемещение гранул в приемнике с вращением ножей, что без усложнения устройства допускает резкое уменьшение его высоты и расположение пеналов на уровне, удобном для их монтажа и демонтажа на устройстве.

Снабжение пеналов съемными простыми шиберами, без усложнения пеналов, обеспечивает их транспортировку и монтаж на устройство в вертикальном положении, поскольку в этом случае исключается выпадение прутков из пеналов.

Обдув рабочей поверхности диска сжатым воздухом исключает случайное залегание на этой поверхности гранул и защемление их пучками прутков, что стабилизирует процессы резки и перемещения пучков в устройстве.

Перемещение плиты с гнездами относительно ножей обеспечивает регулировку зазора между последними и оптимальные условия резки.

Подача газообразного теплоносителя в приемник гранул, а из него в пеналы может создать возможность разогрева термопластичных прутков непосредственно на устройстве, но разогрев прутков в пеналах на стороне повышает производительность гранулирования, поскольку время разогрева и резки совмещается.

Сквозные отверстия на нерабочей поверхности диска для ножей способствуют удалению случайно попавших гранул на диск с помощью его обдува сжатым воздухом.

На фиг.1 показано устройство, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.6 разрез Д-Д на фиг.3.

Устройство состоит из плиты 1 с гнездами 2, установленной на регулируемых по высоте стойках 3 на основании 4 рамы 5, диска 6 с ножами 7, закрепленного на зубчатом коническом колесе 8, входящего в зацепление с конической зубчатой шестерней 9, приводимой во вращение мотор-редуктором 10 через упругую муфту 11, приемника 12 гранул с разгрузочным отверстием 13 и патрубком 14 для подачи теплоносителя в приемник через решетчатую стенку, гребков 15, закрепленных на диске 6, оси 16, вокруг которой вращается зубчатое колесо 8 с диском 6, опоры 17, обоймы 18, установленной на оси 19 в виде пневмоцилиндра со штоком 20, пеналов 21, вложенных в пазы обоймы с фиксацией поворотными дугами 22, толкателей 23 с грузами 24, установленных в отверстиях подвески 25, закрепленной на штоке 20, съемных шиберов 26, вложенных в щели 27 пеналов, направляющей штанги 28 для фиксации относительного положения обоймы и подвески, винтов 29 для крепления ножей в пазах 30, штифта 31 для перемещения случайно попавших на диск гранул к отверстиям на диске возле расположенного в центре уступа, воздухораспределительной муфты 32 для подачи сжатого воздуха в разные полости пневмоцилиндра и осей 33, вокруг которых осуществляется поворот дуг 22.

Диск 6 для крепления шести ножей 7 по окружности на диаметре D₁ имеет рабочую поверхность 34, с двух сторон которой выполнены в нем сквозные пазы 35. Кроме того, в диске дополнительно выполнены пазы 36 перед выступом в центре. С другой стороны в диске имеются сквозные окна 37 под режущими частями ножей 7, при этом режущая кромка ножа смещена относительно края окна на величину S<d, где d диаметр прутка (фиг.4).

Все шесть ножей 7 закреплены на диске выше его рабочей поверхности 34 на высоте h, равной высоте гранул, и установлены с зазором f относительно плиты 1 с помощью гайки 38, имеющей правую и левую резьбу.

Прутки 39 диаметром d и длиной L собраны в пучки с помощью пеналов 21 с внутренним диаметром D, равным диаметру гнезд 2 в плите 1, имеющей каналы 40 для подвода сжатого воздуха с целью обдува поверхности 34 диска 6.

Пневмоцилиндр 19 имеет ход поршня Н. Шесть гребков 15 установлены под углом к режущей кромке ножей.

Пятнадцать пеналов 21 устанавливаются в пазы обоймы 18 на диаметре D₁ с опорой на шибера 26 (фиг.1 пенал справа), которые потом извлекаются, и пеналы фиксируются в гнездах плиты 1 (фиг.1 пенал слева).

Обойма 18 вместе с подвеской 25 могут проворачиваться на упорных шарикоподшипниках вокруг оси пневмоцилиндра 19, который болтами прикручен к плите 1.

Четыре стойки 3 с одной стороны прикручены болтами к основанию 4, а с другой стороны имеют цилиндрические хвостовики, посаженные в отверстия плиты 1, и через фланцы скреплены болтами с последней, поскольку плита 1 воспринимает крутящий момент от сил резания. Ось 16 посажена на конус в опору 17, которая болтами прикручена к основанию 4. Приемник 12 гранул скреплен болтами с плитой 1. Шестерня 9 через подшипниковый узел жестко закреплена на основании 4. Толкатели 23 свободно перемещаются в отверстиях подвески 25 и повисают на последней на буртиках. Зубчатое колесо 8 закреплено на оси 16 сверху гайкой через упорный шарикоподшипник.

На фиг.1 пенал 21, стойка 3, гребок 15 справа и нож 7 слева условно смещены в плоскость чертежа, истинное положение их показано на фиг.3.

Устройство для гранулирования работает следующим образом.

Прутки 39 из тары закладываются в пеналы 21, снабженные шиберами 26. Съемным спецзахватом заполненные пеналы загружаются в термованну для термостатирования прутков. После разогрева пеналы этим же спецзахватом вкладываются в пазы обоймы 18 с опорой шиберами 26 на последнюю (момент загрузки изображен слева на фиг.1). Шибера 26 выполняются решетчатыми при разогреве пеналов в воде для ускорения стока воды.

При закладке пеналов 21 в обойму 18, последняя проворачивается с целью совмещения рабочих мест у термованны и устройства для грунулирования.

После загрузки обоймы шибера извлекаются, а пеналы 21 опускаются в гнезда 2 плиты 1 под действием собственного веса и фиксируются относительно ее на заточках в плите.

Работник покидает рабочее место и подает сжатый воздух в полость пневмоцилиндра на опускание штока 20, в результате чего толкатели 23 с грузами 24 начинают опираться на торцы пучков в пеналах автономно, что позволяет закладывать в пеналы пучки разной длины L. При этом пучки прутков перемещаются в пеналах 21 и гнездах 2 неподвижной плиты 1 до упора в поверхность 34 диска 6 и верхние поверхности ножей 7.

Поскольку пучки прутков закладываются в пеналы плотно, то отдельные прутки под действием собственного веса в пеналах не перемещаются.

Включается диск 6 с ножами 7 на вращение.

Нож 7 упирается в боковую поверхность пучка и срезает торец его на высоту h (фиг.4), при этом торец пучка с опоры на поверхность 34 диска переходит на опору на верхнюю поверхность ножа 7, а затем опять проваливается между ножами до упора в поверхность 34 диска.

За один оборот диска 6 с каждого пучка срезается длина 6h (6 ножей), что составляет 15х6h= 90h (15 пучков в пеналах) длины пучков, измельченных на гранулы.

Гранулы проваливаются через окно 37 диска 6 в приемник 12, где они транспортируются гребками 15 к разгрузочному отверстию 13. Каждый из шести гребков 15 транспортирует свою порцию гранул от соответствующего ножа 7.

В это время через каналы 40 на поверхность 34 диска подается сжатый воздух, который исключает залегание гранул, случайно попавших на эту поверхность в конце измельчения пучков. Гранулы отбрасываются струей сжатого воздуха и проваливаются через отверстия в приемник.

В центре диска этому способствует штифт 31, который смещает их к отверстиям в диске.

Для поддержания заданного температурного режима газообразный теплоноситель нагнетается через патрубок 14 в приемник 12 и поднимается через пазы 35, 36 в диске 6 и зазор между диском 6 и приемником 12 к пучкам прутков, что исключает изменение температуры в устройстве при резке.

Капсулирование пучков в пеналах и гранул в приемнике с помощью разделения отдельных порций гребками повышает безопасность устройства, поскольку при вспышке начальная поверхность горения небольшая и пожарозащитная система успеет локализовать очаг горения.

После измельчения всех пучков пустые пеналы снимаются с обоймы, а заполненные устанавливаются и процесс повторяется.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПРУТКОВ ИЗ ПОЖАРООПАСНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее плиту с гнездами для размещения прутков, радиально установленные к оси вращения ножи, примыкающие с зазором к плите и снабженные приводом, отличающееся тем, что устройство снабжено диском, причем ножи закреплены над диском на высоте, равной высоте гранул, под режущей частью ножей в диске выполнены сквозные окна, при этом устройство снабжено для размещения пучков прутков съемными пеналами, зафиксированными по окружности соосно с гнездами плиты на поворотной обойме, установленной на оси, скрепленной с плитой, причем пеналы установлены с возможностью контакта пучков прутков одним торцом с диском, а другим с толкателями, установленными в пеналах с возможностью движения под постоянной нагрузкой для обеспечения перемещения пучков в пеналах.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве оси обоймы используется пневмоцилиндр, к штоку которого подвешены толкатели с грузами.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено приемником гранул с выполненным в нем разгрузочным отверстием, причем на диске со стороны, противоположной установке ножей, закреплены между последними гребки, помещенные в приемник гранул.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый пенал снабжен съемным шибером, установленным в выполненную в пенале поперечную сквозную щель с возможностью опирания шибера на обойму.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плита снабжена каналами для подачи сжатого воздуха на рабочую поверхность диска, контактирующую с торцами пучков в пеналах.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плита установлена на регулируемых по высоте опорах для обеспечения ее перемещения относительно ножей.

7. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что приемник гранул закреплен на плите и снабжен патрубком для подачи в него теплоносителя.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на поверхности диска выполнены сквозные отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6