Устройство для гранулирования влажных порошкообразных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (!92 (И2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3847731/23-05 (22) 11. 01, 85 (46) 30.04.86. Бюл. У 16 (7 2) Б. И. Сажин, Л.А. Бланк, А.С. Калмыков, А.А. Ковалев, А.И. Андреева и Г.А. Фатина (53) 678.054.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 929191, кл. В 01 J 2/10, 1980.

Винников Л.И. и др. Некоторые закономерности грануляции окиси цинка в штыревом грануляторе. — Лакокрасочные материалы, 1976, В 5, с. 72, 73. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ВЛАЖНЫХ ПОРОШКООБРАЗНЫХ NAТЕРИАЛОВ, содержащее цилиндрический корйус, установленный в корпусе вал, связанный с приводом вращения, и смонтированные рядами на валу симметрично его продольной оси радиальные стержни, о т л и ч а ю щ е е с я (Sn 4 В 29 В 9/08 В 01 1 2/10 тем, что, с целью интенсификации процесса гранулирования за счет увеличения поверхности массообмена между фазами гидрофобный порошок — вода, оно снабжено продольными стержнями, смонтированными параллельно продольной оси вала на концах крайних радиальных стержней, каждый из которых связан продольным стержнем с крайним радиальным стержнем на противоположном конце корпуса.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью оптимизации условий гранулирования за счет обеспечения воэможности регулирования радиального зазора между продольным стержнем и внутренней поверхностью корпуса, каждый продольный стержень закреплен с одной стороны на крайнем радиальном стержне с помощью регулировочной серьги со стопорным винтом, а с другой стороны — с помощью шарнира.

1227476

Изобретение относится к устройствам для гранулирования влажных порошкообразных материалов и может быть использовано для улучшения перерабатываемости порошкообраэных продуктов, в частности, при гранулировании влажных гидрофобньгк продуктов эмульсионной полимериэации, B первую очередь фторполимерных порошков, переработка которьгх в иэделия связана со значительными трудностями из-за их плохой сыпучести о (угол естественного откоса 40 и выше), слеживаемости, низкой насып ной плотности.

Целью изобретения является интенсификация процесса гранулирования путем увеличения поверхности массообмена между фазами гидрофобный порошок — вода, а также оптимизация условий гранулирования путем обеспечения воэможности регулирования радиального зазора между продольным стержнем и внутренней поверхностью корпуса.

На фиг.1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг.2 — раз.рез А-А на фиг.1 с расположением радиальных стержней в одной плоскости, на фиг.3 — крепление продольного стержня посредством регулировочной серьги и опорного винта, на фиг.4 — шарнирное крепление продольного стержня; на фиг.5 — то, что на фиг.2, с расположением радиальных стержней в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлен вал 2, связанный с приводом враще" ния (не показанного).

Корпус 1 гранулятора жестко закреплен на станине 3. На валу 2 смонтированы (например, резьбовым соединением) радиальные стержни 4, расположенные двумя симметричными относительно продольной оси вала 2 рядами в одной плоскости. Концы крайних радиальных стержней 4 соединены двумя продольными стержнями

5. При этом с одной стороны корпуса 1 каждый продольный стержень 5 закреплен на конце крайнего радиального стержня 4 регулировочной серьгой б, снабженной стопорным винтом 7, а с другой стороны " с помощью шарнира 8.

f I)

20 6

М

Корпус 1 снабжен загрузочным бункером 9 и средствами 10 разгрузки.

Между продольным стержнем 5 и внутренней поверхностью корпуса 1 образован зазор 11.

Устройство работает следующим образом.

Поворотом двух регулировочных серег 6 и фиксацией их положения стопорными винтами 7 устанавливают требуемую величину радиального зазора

11 (как правило 3-5 мм) между продольными стержнями 5 и внутренней поверхностью корпуса 1. Через загрузочный бункер 9 в корпус 1 засыпают влажный гидрофобный полимерный порошок (предпочтительно влажностью 15-30 мас.X). Навеску порошка предпочтительно варьируют иэ расчета оптимальной степени заполнения устройства, составляющей 812Х рабочего объема. Включают электродвигатель и устанавливают требуемую скорость вращения вала 2.После перемешивания порошка электродвигатель выключают и путем подъема края станины 3 корпус i наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 3040, что обеспечивает ссыпание проо дукта через средства 10 разгрузки в приемник (не указан). После грануляции порошок сушат до постоянного веса прн 80-150 С.

Предпочтительным материалом для изготовления радиальных 4 н продольных 5 стержней является нержавеющая сталь, а оптимальной формой стержней является цилиндрическая.

Величина радиального зазора 11 между продольным стержнем 5 и внутренней поверхностью корпуса может

;изменяться в зависимости от диаметра устройства и структурно-гранулометрических особенностей порошка в пределах от 1 до 8-10 мм.

Наличие продольных стержней 5 в максимальной степени обеспечивает отбрасывание порошка по всей длине устройства на цилиндрическую поверхность корпуса 1. При этом отражаемые от внутренней поверхности корпуса 1 частицы после прохождения узкого радиального зазора 11 (как правило 3-5 мм) быстро подхватываются по всей длине продольными стержнями 5 и возвращаются на внутреннюю поверхность корпуса 1. Таким образом, обеспечивается непрерывное

12?7476

ll5

55 отбрасывание и вращение основной части полимерного порошка в узком пристенном пространстве. При этом частицы порошка находятся в сложном движении, сочетающем его вращение в корпусе 1 (скольжение по стенке корпуса) с вращением вокруг своих осей (качение по стенке корпуса).

Качение влажных частиц благоприятствует агломерации, так как н зоне точечных контактов перекатывающихся одна по другой дисперсных частиц реализуется высокое давление, достигающее сотен атмосфер, обеспечивающее их взаимодействие и дополняющее слабые у гидрофобных порошков силы капиллярного давления. Совокупность сил капиллярного и механического давления обеспечивает возможность эффективного гранулиронания влажных гидрофобных порошков с величиной краевого угла смачивания

70-90

Пример 1. Для гранулиронания используют устройство с внутренним диаметром корпуса 180 и длиной 320 мм, на валу которого расположены двумя симметричными относительно оси вала рядами н одной плоскости 20 радиальных стержней диаметром 10 и длиной 80 мм, а крайние стержни каждого ряда соединены продольными стержнями диаметром 10 и длиной 280 мм. Величина радиального зазора между продольным стержнем и стенкой корпуса составляет

4 мм. В корпус устройства загружают

300 г порошка сополимера тетрафторэтилена (50 мол.%) с этиленом (50 мол.%) с влажностью 21 мас.%.

Порошок 15 мин перемешивают при скорости вращения вала 500 об/мин.Выгруженный из устройства порошок суо шат в термостате при 110 С в течение 10 ч. после чего измеряют его основные технологические характеристики (см.таблицу).

Пример 2. Для гранулиронания используют устройство, аналогичное примеру 1, но имеющее диаметр

145, длину 290 и радиальный зазор

3 мм. В корпус загружают 200 г порошка сополимера тетрафторэтилена (50 мол.%) с этиленом (50 мол.%) влажностью 25 мас.%. Порошок 15 мин перемешивают при неличине радиального зазора 3 мм и при скорости вращения вала 600 об/мин. Свойства высушенного порошка приведены н таблице.

Пример 3. Для гранулирдвания используют устройство, аналогичное примеру 1, но в котором радиальные стержни расположены четырьмя симметричными относительно оси вала рядами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В корпус загружают 400 г порошка сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (молярное соотношение мономеров

33,2, 27,1 и 39,7% соответственно).

Порошок 15 мин перемешивают при скорости вращения вала 500 об/мин и при величине радиального зазора

3 мм. Снойстна высушенного порошка приведены в таблице.

Пример 4. Для гранулирования используют устройство с ннутренним диаметром 200 и длиной 800 мм, и котором радиальные стержни диаметром 10 и длиной 90 мм расположены в одной плоскости аналогично примерам 1 и 2. Величина радиального зазора между продольными стержнями и стенкой корпуса составляет 5 мм.

В корпус загружают 1100 r порошка сополимера ТФЭЭ влажностью 24 мас.X и перемешивают его t5 мин при скорости вращения вала 415 об/мин.Свойства высушенного продукта приведены н таблице °

Пример 5 (контрольный по прототипу). Для гранулирования используют устройство с внутренним диаметром корпуса 145 и длино" 290 мм, на валу которого расположены двумя симметричными рядами н одной плоскости

20 радиальных стержней диаметром 10 и длиной б5 мм. Величина радиального зазора между концами радиальных стержней и стенкой корпуса составляет 3,5 мм. В корпус загружают 200 r порошка сополимера ТФЭЭ влажностью

25 мас.%. Порошок перемешивают

15 мин при скорости вращения вала б00 об/мин,а затем выгружают, сушат и измеряют его свойства (см.таблицу).

Устройство может быть использовано для гранулирования влажных гндрофобных порошков, например сополимеров тетрафторэтилена с этиленом (ТФЭЭ), трифторхлорэтилена с этиленом (ТФХЭЭ) поливинилиденфторида, сополимера акрилнитрила с бутадиеном и стиролом (АБС) и т.п. Целесообраз1227476 но для гранулирования использовать гидрофобные продукты эмульсионной полимеризации с влажностью 1530 мас.7 полученные путем коагуляции водных дисперсий и их частичного обезвоживания. Кроме того, устройство может быть использовано для гранулирования и таких влажных гидрофильных порошков, как окислы металлов, керамические продукты и т.п.

Свойства полимерных порошков до и после гранулирования

Свойства исходного порошка Свойства гранулированного порошка

Угол

НасыпСредне

Насыпная плотная ленный ность, г/см плототкоса, град ность, г/CM3 са, rp ад тиц, мкм

Сополи мер ТФХЭЭ

20 10з 41

0 32 128 9

29 0,60

Сополимер ТФЭЭ

18 1Оэ 42 0 28 1 l6 ll0

45 10з 36 0,31 135 18

АБС

Сополимер ТФЭЭ

18 10з 42 0,28 t 25 10

28 0,54

Сополимер ТФЭЭ

18 10з 42

35 112

40 0,32

Тип эмульсионного полимера размер часСыпучесть, с естественного откоСредне- Сыпучислен- честь, ный с размер частиц, мкм

Угол естественного

28 0,52

28 0,33

1227476

Составитель М. Фитисова

Редактор M. Келемеш Техред И.Верес Корректор И. Эрдейи т

Заказ 2251/18

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4