Устройство для образования струй расплава

 

Союз Советских

Социалистических

Веса ублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0309.73(21)1958902/23-2е (51)М. Кд.2

В 01 J 2/02

В 05 В 1/02

В 29 В 1/02 с присоединением заявок Но 2011461/23-26

21 20996/23-26, 2157669/23-26, 2307885/23-26

Опубликовано 05.1079- бюллетень Й9 37

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 66.099. 2 (088.8) Дата опубликования описания 0510,79 (72) Автор изобретения

П .П .Хусточкин

Конструкторское бюро Гипрококса по автоматизации (71) Заявитель и механизации производственных процессов на предприятиях коксохимической промышленности (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУИ РАСПЛАВА

Изобретение относится к химической цромьталенности и может быть использовано в технологических процессах, где имеется необходимость в образовании тонких струй жидкости, распадающихся в дальнейшем на равномерные по величине капли, например, при гранулировании расплавов, переходящих при охлаждении расплавов в твердое состояние.

Известно устройство для образования струй расплава, содержащее корпус с перфорированным днищем, через отверстия которого пропущены стержни (lj.

При наличии в вязких жидкостях и расплавах твердых частичек, размеры которых превышают 3-5 мм, сливные отверстия укаэанного устройства забиваются, нарушая его нормальную работу.

При обработке расплавов, содержащих твердые примеси, используют устройства пленочного типа, например, выполненные в виде конуса и установленного над ним питателя (2).

На нижней кромке конуса укреплены проволочные эпементы. Расплав предварительно фильтруется и подается на вершину конуса, по которому в виде пленки стекает к нижней кром-, ке. На концах проволочных элементов из стекающего расплава образуются струи, которые при падении в башне превращаются в гранулы. Формирование капель расплава осуществляется за счет наличия на нижней сливной кромке конуса выступов, выполненных из тонких проволочек диаметром

0,5 мм. Образец лабораторного гранулятора имеет низкую производительность (50-60 кг/ч) .

Такая сравнительно непрочная конструкция устройства может быть оправдана только для проведения исследований в лабораторных условиях при весьма аккуратном обращении с ним.

Прн малейшей неосторожности эти ювелирные элементы будут деформированы или отломаны.

Учитывая большую агрессивность химических продуктов, эти выступы из тонкой проволочки будут подвергаться быстрому коррозийному разрушению, что приведет к частным выхо, дам из строя грануляторов. По указанной причине конструкция является

Ненадежной, а возможность ее приме.нения в производственных условиях сомнительной.

С89715

Тонкие проволочки обладают очень незначительной удерживающей способностью, поэтому формирование капель на них может быть обеспечено только при очень малых расходах, не превышающих 10 г/мин на одну проволочку. По результатам наших исследований эти расходы соответствуют ка пельному режиму истечения жидкостей, отличающемуся низкой проиэводительНостью, которая более чем в 10 раэ меньше оптимальных нагрузок при струйном стекании жидкостей.

Кроме этого, разрыв стекающей пленки и формирование капель на концах проволочек может быть обеспечено только при использовании расплавов,обладающих малой вязкостью и большим поверхностным натяжением, какими и являются упомянутые в патенте химические продукты.

Результаты расчетов и экспериментальных исследований показывают, что стекающая со сливной кромки пленка вязких сМолообразных продуктов имеет толщину 1,5-2 мм, поэтому тончайшие проволочные элементы будут находиться в сплошном потоке расплава. Из-эа высокой вязкости и низкого поверхностного натяжения незначительные силы сцепления, возникающие на поверхности проволочек, не в состоянии преодолеть силы вязкости и разорвать пленку на отдельные струи или капли, Поэтому вязкая пленка независимо от наличия проволочек на сливной кромке конуса будет стекать с него сплошной массой без ее разрыва, что не позволит обеспечить нормальный режим гранулообраэования и получение качественных гранул при более высоких нагрузках, соответствующих струйному режиму стекания жидкостей и расплавов, С целью обеспечения эффективного раэделения пленки на отдельные струи нижняя кромка пленкообразователя выполнена в виде зубьев ° По мере стекания Вниз пленка между зубьями становится, все тоньше и тоньше, что облегчает условия ее разрыва. Разорвавшись на элементарные потоки, расплав продолжает стекать по поверхности зубьев, что создает благоприятные условия для формирования отдельных струек, стекающих с нижнего конца каждого зуба.

Наряду с повышением эффективности разрыва пленки отогнутые в противоположные стороны зубья позволяют увеличить в 1,5 раза плотность орощения по сравнению с одинаковым направлением зубьев. Струйное, а не капельное стекаиие расплава повышает производительность гранулятора более чем в 10 раэ.

66

Распадающиеся на капли струйки дают более однородный гранулированный продукт, Как показывает опыт нашей многолетней работы по грануляции различных химических продуктов, при подаче струи расплава на вершину остроконечного конуса практически невозможно добиться равномерного распределения жидкости по всей поверхности конуса. При истечении жидкости иэ отверстия струя все время совершает поперечные колебания, частично отклоняясь от строго вертикального положения. Это вызывается подтеканием жидкости, загрязнением отверстия, прохождением через отверстие твердых частиц, колебаниями отверстия питателя и целым рядом других причин.

Эти колебания, даже самые незначительные, приводят к тому, что по различным участкам конуса стекает различное количество жидкости, а в некоторых случаях отдельные участки конуса вообще не орошаются жидкостью.

По этой причине, даже допуская возможность образования струй, они получаются различной толщины, что приводит к ухудшению однородности гранул. Кроме этого, местные перегрузки поверхности конуса ухудшают разрыв пленки и формирование струек.

Поэтому выполнение пленкообраэователя в виде полого конуса или чаши обеспечивает равномерное распределение расплава по наружной поверхности пленкообразователя за счет образования переливного порога, обеспечивающего формирование равномерных по толщине струек. При обработке расплавов, содержащих твердые примеси, целесообразно полый пленкообразователь снабдить в нижней части стаканом с откидньм дном, в котором собираются твердые примеси.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройство с пленкообразователем в виде призмы; на фиг. 2 — разрез A-А фиг. 1; на фиг. 3-5 — предлагаемое устройство с пленкообраэователем, соответственно, в виде конуса, усеченного конуса и набора чаш.

Устройство содержит питатель 1 и пленкообразователь, который может быть выполнен, например, в виде призмы 2 (фиг. 1 и 2), конуса 3 (фиг. 3), в виде усеченного конуса 4 (фиг. 4) или в виде набора чаш 5 (фиг, 5) .

На нижней кромке пленкообразователя выполнены зубья b.

Устройство работает следующим образом.

Расплав поступает в питатель 1, из которого он через сливное отверстие 7 выливается в углубление 8 (см. Фиг. 1), количество выливающегося расплава регулируется игольчатыми регуляторами 9. После заполне689715 ния ванны расплав переливается через пороги 10 и в виде тонкой пленки стекает по боковым граням призмы

2 к ее нижнему ребру. Стекающая пленка в зазорах между зубьями 6 разрывается и стекает с них в виде тонких струек, диаметр которых зависит от нагрузки и расстояния между зубьями. В дальнейшем струи самопроизвольно дробятся на капли.

Расплав из питателя 1 (см. фиг. 3) вытекает через сливное отверстие 7 и стекает по наружной поверхности трубчатого электрического нагревателя 11, на нижнем конце которого укреплен полый конус 3. Расплав в виде утончающейся пленки стекает по поверхности конуса 3 к его нижней сливной кромке, на которой выполнены зубья

6. Электрический нагреватель поддерживает определенную температуру расплава, так как температура поступающего расплава и, следовательно, еге вязкееть келеблются в значительных пределах.

При грануляции расплавов, содер- . жащих твердую дисперсную фазу, плен- 25 кообразователь целесообразно выполнить в виде усеченного конуса 4 (см. фиг. 4), снабженного в нижней части стаканом 12, в котором собираются оседающие частицы с помощью 3Q скребков 13, по мере накопления они выгружаются при открывании откидного дна 14. Выполнение пленкообразователя в виде набора чаш 5 позволяет равномерно распределить струи 35 расплава.по большсй площади охлаж.дающего устройства {колонны) и новысить его производительность.

Необходимо отметить, что ширина воздушных зазоров или размеры зубьев являются наиболее существенниаи конструктивными параметрами, обеспечивающими оптимальные условия проведения технологического процесса формирования струек расплава, их распада на капли и производства качественных гранул. При неправильном выборе этих параметров не будет обеспечена возможность формирования струек.и ведения нормального режима грануляции или будет наблюдаться слипание и коагуляция падающих капель, что также ухудшит качество гранулированного продукта.

Кроме этого, оптимальные условия грануляции большой группы термопластичных материалов определяются также температурными условиями ведения процесса, от которых зависит качество гранул и их сыпучие свойства.

Формула изобретения

1, Устройство для образования струй расплава, содержащее пнтатель и пленкообразователь, имеющий выступы на нижней кромке, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения пленки на струи, нижняя кромка пленкообразователя выполнена в виде зубьев.

2. Устройство по п.1, о т л и ч ею щ е е с я тем, что пленкообраэователь выполнен в виде полога усеченного конуса.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью удале- „ ния твердых примесей из расплава, полый конус в нижней части снабжен стаканам с откидным дном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 350505, кл. 8 01 7 2/02, 1970.

2. Патент Бельгии Р 725826, кл. С 05 g, 1969 (прототип) .

689715 ф

Фиг. 4

Составитель Р . Гор яин ова

Техред Н.Бабурка Корректор Ю.Макаренко

Редактор Л.Курасова

Тираж 877 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеннй и открытий

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

Заказ 5848/5

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,4