Гранулирующий шнековый пресс для формования катализаторных паст

Гранулирующий шнековый пресс для формования катализаторных паст относится к области экструзионного формования высококонцентрированных дисперсных, преимущественно жестких паст с получением зерен различных типоразмеров в технологии катализаторов, сорбентов, а также может быть использован в других отраслях промышленности: химической, пищевой и др. Гранулирующий шнековый пресс включает корпус, шнек и пресс-инструмент с многоканальными формующими каналами, оси которых расположены под углом 9-16° к оси шнека. Формующие каналы в пресс-инструменте целесообразно выполнить с использованием сменных полимеркомпозитных мундштуков. Предложенный гранулирующий шнековый пресс позволяет повысить механическую прочность отформованных гранул на раздавливание по образующей в 1,2-1,5 раза по сравнению с известным техническим решением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 пр.

 

Изобретение относится к области экструзионного формования высококонцентрированных дисперсных, преимущественно жестких (малопластичных, трудноформуемых) паст с получением зерен различных типоразмеров в технологии катализаторов, сорбентов, а также может быть использовано в других отраслях промышленности: химической, пищевой и др.

Известен гранулирующий формующий пресс (А.с. СССР №363593, БИ №4, 1973 г.). Пресс предназначен для гранулирования пастообразных материалов и включает в себя корпус, шнек и пресс-инструмент, представляющего собой перфорированный диск. Каналы в формующем пресс-инструменте расположены по осям, параллельным оси шнека, т.е. образуют нулевой угол с осью шнека. При такой ориентации давление, оказываемое выжимным витком на пасту, не соответствует ее поступательному движению в каналах пресс-инструмента. В результате в объеме пасты, находящейся внутри каналов, появляется асимметрия напряжений, что приводит к образованию неравноплотности или зон недоуплотнения пасты в экструдатах и как следствие - получению недостаточно механически прочных изделий.

Другим недостатком известного пресс-инструмента является образование «мертвых» зон между формующими каналами, возникновение дополнительных напряжений вследствие трения пасты по поверхности «мертвой» зоны пресса, что может привести к изменению ее реологических свойств и также к неравноплотности в объеме экструдата при его движении в каналах.

Наиболее близким по технической сущности является гранулирующий шнековый пресс (патент РФ №2198787, В29В 9/06). Пресс включает корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент. На внутренней поверхности пресс-инструмента, обращенной к потоку пасты, изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями. Сужающиеся заходные части периферийных формующих каналов, расположенные в углублении многоканального пресс-инструмента в переходной части между внутренней поверхностью корпуса и многоканальным пресс-инструментом, образуют сложную геометрическую поверхность. Указанная поверхность представляет собой сочетание последовательно чередующихся поверхностей: цилиндрической, конически-цилиндрической и конической. Изобретение позволяет исключить «мертвые» зоны, расположенные по периферии между корпусом пресса и многоканальным пресс-инструментом. В гранулирующем шнековом прессе по данному техническому решению оси формующих каналов в пресс-инструменте также расположены параллельно оси шнека, т.е. образуют нулевой угол с осью шнека (Фиг.1). Такое расположение формующих каналов в пресс-инструменте обусловливает главный недостаток известного технического решения, описанный в аналоге, а именно образование неравноплотности пасты по объему экструдатов. Неравноплотность экструдатов является причиной низкой механической прочности экструдатов. Так, например, разрушающая нагрузка на раздавливание по образующей отформованных и термообработанных гранул, приготовленных на основе Fе2О3 и SiO2, не превышает 10,8 и 11,5 кгс соответственно.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение механической прочности гранул катализаторов.

Поставленная задача решается тем, что в гранулирующем шнековом прессе для формования катализаторных паст, включающем корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент с многоканальными формующими каналами, оси формующих каналов пресс-инструмента расположены под углом 9-16° к оси шнека (Фиг.2). При этом для облегчения формования и увеличения срока службы пресс-инструмента формующие каналы могут быть выполнены с использованием сменных полимеркомпозитных мундштуков. Такой прием существенно удешевляет изготовление пресс-инструмента с каналами сложной геометрии и продлевает срок ее службы. Сменные полимерные мундштуки получают методом литья в пресс-формы (патент РФ RU2024404).

На Фиг.2 представлен гранулирующий шнековый пресс с многоканальным пресс-инструментом для формования катализаторных паст. Гранулирующий шнековый пресс состоит из корпуса - 1, шнека - 2, пресс-инструмента - 3, представляющего собой металлический диск, с расположенными на его основании формующими каналами - 4. Оси формующих каналов находятся под углом α=9-16° к оси шнека.

Использование предлагаемого технического решения обеспечивается равноплотностью изделий и снижает процент брака. При соблюдении значений углов расположения осей формующих каналов к оси шнека в пределах заявленного интервала удается добиться максимального эффекта по упрочнению формованных изделий. Так, разрушающая нагрузка на раздавливание по образующей отформованных и термообработанных гранул, приготовленных на основе Fе2О2 и SiO2, возрастает до 1,4 раза.

Предлагаемое изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна», поскольку из уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого совпадали бы с признаком, имеющимися в независимом пункте формулы.

Также предлагаемое изобретение соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень», поскольку из уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого обеспечивали выполнение такой же технической задачи, на выполнение которой направлено данное изобретение.

Формование «жестких» катализаторных паст целесообразно осуществлять с использованием сменных полимерных мундштуков, вставляемых в каналы пресс-инструмента. Такой прием существенно удешевляет изготовление пресс-инструмента с каналами сложной геометрии и продлевает срок ее службы. Сменные полимерные мундштуки получают методом литья в пресс-формы (патент РФ RU2024404, 1994).

Изобретение иллюстрируется примерами 1-4.

Пример 1 (по прототипу)

Формовочную катализаторную пасту на основе Fе2О3 с оптимальной влажностью формуют через пресс-инструмент, формующие каналы которого при использовании сменных полимерных мундштуков имеют диаметр 6 мм и расположены по осям, параллельным оси шнека, т.е. образуют нулевой угол с осью шнека. Экструдированные гранулы высушивают в течение 1,5 ч при температуре 100-105°С, а затем прокаливают при температуре 500°С в течение 2 ч. Разрушающая нагрузка на раздавливание по образующей гранул составляет 11,5 кгс (112,8 Н).

Пример 2

Формовочную пасту по примеру 1 формуют через пресс-инструмент с конструкцией по настоящему техническому решению, с расположением осей формующих каналов под углом 9° к оси пресс-инструмента. Диаметр формующих каналов при использовании сменных полимерных мундштуков составляет 6 мм. Экструдированные гранулы высушивают в течение 1,5 ч при температуре 100-105°С, а затем прокаливают при температуре 500°С течение 2 ч. Разрушающая нагрузка на раздавливание гранул по образующей после термообработки составляет 15 кгс (146,5 Н).

Пример 3 (по прототипу)

Формовочную пасту ванадиевого катализатора для окисления SO2 в SO3 на основе SiO2 с оптимальной влажностью формуют через пресс-инструмент, формующие каналы которого имеют диаметр 6 мм и расположены по осям, параллельным оси шнека, т.е. образуют нулевой угол с осью шнека. Экструдированные гранулы высушивают в течение 1,5 ч при температуре 100-105°С, а затем прокаливают при температуре 550°С в течение 1,5 ч. Разрушающая нагрузка на раздавливание по образующей гранул составляет 10,8 кгс (105,9 Н).

Пример 4

Формовочную пасту по примеру 3 ванадиевого катализатора для окисления SO2 в SO3 формуют по настоящему техническому решению с использованием сменных полимерных мундштуков. Диаметр каналов равен 6 мм. Сырые гранулы высушивают в течение 1,5 ч при температуре 100-105°С, а затем прокаливают при температуре 550°С в течение 1,5 ч. Оси формующих каналов расположены под углом 16° к оси пресс-инструмента. Разрушающая нагрузка на раздавливание гранул по образующей после термообработки составляет 14 кгс (137,2 Н).

Пример 5

Формовочную пасту ванадиевого катализатора по примеру 3 формуют через пресс-инструмент с диаметром каналов 6 мм. Оси формующих каналов расположены под углом 14° к оси пресс-инструмента. Разрушающая нагрузка на раздавливание по образующей гранул составляет 16,2 кгс (158,9 Н).

Как видно из приведенных примеров, использование гранулирующего шнекового пресса для формования «жестких» катализаторных паст (пасты на основе α-Fе2О3, ванадиевые сернокислотные катализаторы на основе SiO2 и др.) по предлагаемому изобретению позволяет повысить механическую прочность отформованных и термообработанных гранул на раздавливание по образующей в 1,2-1,5 раза по сравнению с известным техническим решением.

Краткое описание чертежей

1) Фиг.1. Гранулирующий шнековый пресс с многоканальным пресс-инструментом

Гранулирующий шнековый пресс состоит из корпуса - 7, шнека - 2, пресс-инструмента - 3, представляющего собой металлический диск, с расположенными на его основании формующими каналами - 4. Оси формующих каналов в пресс-инструменте расположены параллельно оси шнека, т.е. образуют нулевой угол с осью шнека

2) Фиг.2. Гранулирующий шнековый пресс с многоканальным пресс-инструментом

Гранулирующий шнековый пресс состоит из корпуса - 7, шнека - 2, пресс-инструмента - 3, представляющего собой металлический диск, с расположенными на его основании формующими каналами - 4. Оси формующих каналов в пресс-инструменте находятся под углом α=9-16° к оси шнека.

1. Гранулирующий шнековый пресс для формования катализаторных паст, включающий корпус, шнек и пресс-инструмент с многоканальными формующими каналами, оси которых расположены под углом к оси пресс-инструмента, отличающийся тем, что оси формующих каналов пресс-инструмента расположены под углом 9-16° к оси шнека.

2. Гранулирующий шнековый пресс по пункту 1, отличающийся тем, что формующие каналы в пресс-инструменте выполнены с использованием сменных полимеркомпозитных мундштуков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для гранулирования горячих кусочков, в частности, термопластического синтетического материала, в котором прутки расплавленного экструдером материала разрезаются на гранулы вращающимися ножами, которые расположены на валу, приводимом в движение мотором.

Изобретение относится к способам непрерывного изготовления вспениваемых гранул на основе термопластичных полимеров. .

Изобретение относится к способу получения полиамида 6 или сополиамидов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также устройству для получения полиамида 6 или сополиамидов согласно ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.

Изобретение относится к композиции из сложных полиэфиров и полиамидов для получения изделий, таких как листы, пленки, волокна, бутылки или детали, полученные литьем под давлением.

Изобретение относится к способу производства по существу цилиндрических гранул термопластичных полимеров, выходящих из экструзионной головки с водяной завесой. .

Гранулирующий шнековый пресс относится к устройствам переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью методом проходного прессования и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Гранулирующий шнековый пресс включает корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент, на внутренней поверхности которого, обращенной к потоку массы, изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями. Сужающиеся заходные части периферийных формующих каналов, расположенные в углублении многоканального пресс-инструмента в переходной части между внутренней поверхностью корпуса и многоканальным пресс-инструментом образуют сложную геометрическую поверхность. Внутренняя поверхность пресс-инструмента, обращенная к потоку массы, повторяет форму хвостовика шнека, а формующие каналы изготовлены с сужающимися заходными частями любой формы фигуры вращения соосно с цилиндрическими частями под различными углами к центральной оси пресс-инструмента в направлении вращения шнека в плоскостях, касательных аксиальным сечениям пресс-инструмента в центрах формующих каналов. Углы наклона каналов увеличиваются по мере их удаления от центрального канала с нулевым углом наклона. Изобретение позволяет уменьшить потери энергии при формовании, а также снизить брак в полученных гранулах. 4 ил.

Изобретение относится к способу непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала. Устройство для непрерывного литья содержит сопловую головку, имеющую множество сопел, орошаемое водой направляющее устройство для охлаждения и проведения полимерных нитей, выходящих из сопел, через подающие валики ко входу режущего инструмента гранулятора для измельчения полимерных нитей с образованием гранул. Полимерные нити, выходящие из сопел, имеют высокий градиент скорости в пространственно центральной области сопел по направлению от внутренней поверхности сопел к центральной области сопел, где скорость потока составляет по меньшей мере 100 м/мин. Из-за формы сопел произвольно вырезанный сегмент объема, имеющий определенный относительно большой диаметр в области перед соплами, значительно растягивается в продольном направлении после входа полимерных нитей в сопла, и поэтому его диаметр уменьшается, и при этом преобразуется в соответствующий сегмент объема, и в такой форме проходит через сопла, где его поверхность испытывает значительное растяжение. Полимерные нити расширяются, так что толщина сегмента объема увеличивается, но эффект кристаллизации на поверхности сегмента, обусловленный действием сужения в соплах, не утрачивается. Изобретение обеспечивает снижение склеивания гранул из нитей из термопластичного материала. 2 ил.

Изобретение относится к способам непрерывного изготовления вспениваемых гранул на основе термопластичных полимеров. Введение полимерной композиции, содержащей второй расплавленный полимерный материал и вспенивающую систему, в поток расплавленного винилароматического полимера, находящегося при температуре в диапазоне от критической температуры вспенивающей системы минус 25 до критической температуры вспенивающей системы плюс 25. Полученную композицию гранулируют в камере резки устройства для горячего гранулирования термопластичных полимеров путем пропускания через экструзионную головку, охлаждаемую струей жидкости из сопел, которые расположены позади комплекта ножей. В камеру гранулирования подают поток газа, предотвращающий ее затопление. Полученные гранулы характеризуются коэффициентом формы в диапазоне от 0,6 до 0,99 и пригодны для получения вспененных изделий плотностью, меньшей или равной 50 г/л, и уровнем содержания замкнутых ячеек, равным по меньшей мере 60%, согласно документу ASTM D-2856. Гранулы характеризуются хорошей вспениваемостью и формуемостью. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 11 пр.

Изобретение относится к инструментам, в частности к ножам для гранулирования термопластичных полимеров и способу их заточки. Нож выполнен из инструментальной стали для холодной обработки, имеющей твердость менее 65 единиц по шкале С Роквелла. Перед установкой в гранулятор нож подвергают термической обработке, состоящей в нагревании его до температуры от 500 до 700°С в течение более 5 мин и охлаждении со скоростью, равной или менее 15°С/мин. Заточку лезвий осуществляют путем истирания о поверхность пластины экструзионной головки. Усилие на нож при прижиме к поверхности пластины не более 0,5 Н. Одновременно проводят охлаждение посредством циркуляции термостатической текучей среды с периодически изменяющейся скоростью потока. Обеспечивается высокое качество резки и низкая скорость износа ножей. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 6 пр.

Группа изобретений относится к установке (1) для непрерывного изготовления вспениваемого пластикового гранулята (G) и к способу получения гранулята (G) при использовании установки (1) по изобретению. Установка (1) включает источник расплава пластика (2) для получения расплава пластика (F), импрегнирующее устройство (3) для получения импрегнированного расплава пластика (FB) в результате импрегнирования расплава пластика (F) пенообразователем (B), подаваемым из источника пенообразователя, и гранулятор (4, 41, 42) для получения гранулята (G) из импрегнированного расплава пластика (FB) при использовании гранулятора (4, 41, 42). При этом гранулятор (4, 41, 42) через текучую среду соединен с импрегнирующим устройством (3). В установке предусматривается переключающее приспособление (5) таким образом, чтобы расплав пластика (F) мог быть подан в гранулятор (4, 41, 42) при обходе импрегнирующего устройства (3) по байпасу. Способ получения гранулята использует установку по изобретению. Технический результат, достигаемый при использовании установки и способа по изобретению, заключается в повышении эффективности и непрерывности качественного изготовления вспениваемого пластикового гранулята. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх