Устройство для образования капель расплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15114 .В 01 1 2/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3710896/23-26 (22) 08.12.83 (46) 23.02.86. Бюл. Р 7 (71) Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (72) А.Т.Еремин, А.М,Слободник, В.А.Маринин и В.А.Струпинский (53) 66.099.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н- 689715, кл. В 01 Х 2/20, !979, Авторское свидетельство СССР

Р 975051, кл. В 01 Х 2/02, 1981.

{54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КАПЕЛЬ РАСПЛАВОВ, содержащее питатель, пленкообразователь и струеформующее устройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительнос„.SU„„212544 А ти и качества получаемых:гранул. высоковязкого продукта, струеформующее устройство выполнено в виде обогреваемой наклонной перфорированной плиты, на нижней стороне которой перпендикулярно ее поверхности вдоль ряда отверстий установлены зубчатые пластины, при этом каждый зуб пластины расположен против отверстия плиты, а перфорированная плита снабжена устройством для регулирования ее наклона.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отверстия в плите последующего ряда смещены по отношению к отверстиям предыдущего ряда и выполнены с увеличением диаметра в сторону прохождения пленки расплава.

1212544

Изобретение относится к химичес- кому машиностроению, а именно к оборудованию для гранулирования расплавов, и может быть, использовано в химической, коксохимической, медицинской и пищевой промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности и качества получае мых гранул высоковязкого продукта.

На фиг.1 приведена, схема устройства; на фиг.2 — перфорированная плита, .". вид сверху; на фиг.3 — элемент зубчатой сливной пластины.

Устройство содержит питатель 1, расположенный над пленкообразова. телем 2. Пленкообразователь 2 представляет собой горизонтальную обогреваемую емкость в виде призмы с откидным днищем 3 и фильтрующей обогреваемой сеткой 4, снабжен перегородкой 5, не доходящей до дна и делящей емкость пленкообразователя на две камеры. Стенка б второй камеры образует переливной порог, расположенный ниже уровня расплава в первой камере пленкообразователя. Пленкообразователь расположен таким образом, чтобы переливной порог находился перед струеформирующим устройством 7 над верхней кромкой 8. Струеформирующее устройство содержит перфорированную наклонную плиту 9, имеющую отверстия

10, расположенные рядами. Количество рядов отверстий зависит от свойств гранулируемоro материала.Расположение отверстий в плите показано на фиг.2.

Диаметр отверстий перфорированной плиты переменный, в несколько раз больше толщины стекающей пленки и составляет 10-15 мм, причем наи- меньший диаметр у ряда отверстий, расположенных ближе к месту поступления пленки расплава на плиту, кроме того, отверстия последующего ряда смещены по отношению к предыдущему в направлении, перпендикулярном движению потока пленки расплава. Такое смещение предотвращает сли- яние капель расплава и увеличивает плотность струй. Отверстия плиты .служат для разделения пленки расплава на отдельные потоки. Вдоль каждого ряда отверстий с нижней стороны плиты перпендикулярно ее плоскости находятся сливные зубчатые пластины

11, причем, зубья пластин находятся против каждого отверстия плиты.

Сливные зубчатые пластины предназначены для формирования потоков расплава в цилиндрические струи, а также предотвращают подтекание расп5 лава по нижней поверхности плиты.

Плита оканчивается сливной зубчатой кромкой 12. Для изменения угла наклона струеформирующее устройство снабжено поворотным устройством 13„

Фильтрующая стенка 4, пленкообразователь 2, перфорированная плита 9 имеют обогревающие трубы 14.

Для оптимального режима работы (каплеобразующего устройства

15 большое значение имеет форма зуба.

-IipH гранулировании высоковязких быстрозатвердевающих расплавов, например фенолоформальдегидных новолачных смол, целесообразна форма

20 зуба в виде усеченного треугольника. Благодаря такой форме, струя расплава на конце зуба имеет эллиптическое сечение. На фиг.3 показан элемент сливной зубчатой пластины, 25, который характеризуется высотой зуба Н, основанием зуба Т и нижней кромкой h. Оптимальные размеры зуба выбираются в зависимости от свойств гранулируемого материала.

30 Устройство работает следующим образом.

Расплав поступает из питателя 1 на обогреваемую фильтрующую сетку 4, где отделяется от грубых механических примесей и стекает в пленкообразователь 2. Расплав самотеком продавливается ниже перегородки 5 во вторую камеру пленкообразователя и через переливной порог стенки 6 в виде равномерной пленки поступает на струеформирующее устройство 7 в верхнюю часть наклонной перфорированной плиты 9 и по всей ее ширине самотеком стекает вдоль ее поверхности. При стекании расплава по плите пленка через отверстия 10 разделяется на потоки, уменьшаясь по толщине к концу про хождения по плите. Основная часть расплава, разделенная на потоки, стекает по сливным зубчатым пластинам 11, формируясь в цилиндрические струи. На конце зуба струя расплава при.форме зуба в виде усеченного треугольника, имеет эл-липтическое сечение. Покидая зуб, струя расплава под действием сил поверхностного натяжения приобре1212544 тает цилиндрическую форму, но в следующее мгновение под действием сил инерции, возвращается в первоначальную форму. Увеличение свободной энергии поверхности, связанное с этой деформацией, приводит к тому, что на поверхности струи возникают колебания. Рост этих колебаний приводит к разрыву струи на капли на небольшом расстоянии от пластины, что при гранулировании высоковязких быстрозатвердевающих растворов имеет большое значение— исключает образование цилиндрических продолговатых гранул. Образовавшиеся капли расплава охлаждаются любым из-известных способов, превращаясь в твердые гранулы. Оставшаяся часть пленки расплава, не прошедшая через отверстия плиты, в виде тонкой пленки стекает по периферийной сливной зубчатой кромке

12 и также дробится на капли.

Так как диаметр отверстий больше, чем толщина стекающей пленки, при работе устройства исключается забивание отверстий вязкими сгустками, наклон плиты обеспечивает движение пленки расплава самотеком и позволяет наряду с равномерным распределением пленки на потоки также создать условия, исключающие . забивание отверстий. Так как по мере продвижения расплава по плите толщина пленки расплава уменьшается, для того, чтобы масса струи была такой же, как в предыдущем ряду, необходимо увеличить диаметр отверстия последующего ряда. Таким образом, переменный диаметр отверстий в плите обеспечивает распределение расплава на равномерные по массе струи.

Регулирование толщины пленки в зависимости от вязкости расплава осуществляется изменением угла наклона струеформирующего устройства с помощью поворотного устройства 13.

° Пример . При гранулировании фенолоформальдегидных новолачных смол струеформирующее устройство имеет следующие размеры.

Размеры элементов перфорированной плиты:

Количество рядов отверстий 3

Диаметр отверстий первого ряда, мм 10-11

Диаметр отверстий второго ряда, мм 12-13

Диаметр отверстий третьего ряда, мм 14-!5

Расстояние между отверстиями в ряду Т, мм: 24

Расстояние между рядами отверстий, мм 40

Смещение отверстий по отношению к предыдущему ряду, мм 6

Длина плиты, мм 200

10 Ширина плиты, мм 1500.

Размеры элементов зубчатой слив1 (Ъ . ной пластины, мм:

Высота зуба Н 25

Основание зуба Т 24

Нижняя кромка зуба 6, Угол наклона струеформирующего устройства изменяется в зависимости от марки и свойств гранулируемой . фенолоформальдегидной смолы и нахо— дится в пределах 15-25

Зависимость угла наклона струеформирующего устройства от марки и свойств фенолоформальдегидных новолачных смол приведена в табли25 Це.

Уменьшение угла наклона менее 15 приводит к уменьшению скорости движения пленки расплава по плите

1 увеличению толщины пленки выше допустимой, что приводит к забиванию отверстий плиты, уменьшению производительности установки и получению неравномерных гранул и кусков готового продукта. Увеличение уг35 ла наклона струеформирующего устройства более 25 приводит к увелиI чению скорости движения пленки расплава по плите, при которой основ40 ная масса расплава сливается по сливной зубчатой кромке 12, происходит слияние струй расплава, образование неравномерных гранул и кусков готово-1 го продукта.

Испытания устройства при гранулировании смолы показали. возможность применения его при гранулировании высоковязких быстрозатвердевающих расплавов, таких как укаэанная смо50 ла, производительность установки при этом достигает 1000 кг/ч, удельная нагрузка на один зуб по сравнению с известным устройством увеличивается до 150 г/мин, диапазон нагрузок составляет 30-150 г/мин на один зуб.

Гранулированныи продукт имеет равномерный размер гранул, который в зависимости от, температуры расплава меняется от 3 до 7 мм.

12!2544

Марка смолы Температура о расплава, С

Угол наклоо на, Динамическая вязкость, мПа с

СФ-262

140

20

100

1 10

СФ-10

130

140

100

160

Фиг.2

Составитель Н.Лебедева

Редактор С.Патрушева Техред M.Ïàðoöàé КоРРектоР M.Самборская

Заказ 672/11 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф

1 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Возможность гранулирования таких высоковязких материалов, как фенолоформапьдегидная смола дает ряд преимуществ при дальнейшей их переработ- ке. Испытания опытной партии фенолоформальдегидной смолы для оболочкового литья показали, что монодисперсность полученного продукта и отсутствие пыли позволили увеличить производительность формовочного обо рудования íà 10Х, снизить брак отли. вок на 28%, уменьшить потери материала и улучшить условия, труда.