Устройство для образования струй расплава

Сфвз СоветскихСоциалистическихВеса ублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.В 01 д 2/02 В 05 В 1/02 В 29 В 1/Ог с присоединением заявок Йо 2011461/23-262120996/23-26,2157669/23-26,2307885/23-26Опубликовано 05,1029. Бюллетень Й 9 37 Государственный комитет СССР по деяам изобретений н открытийДата 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 30 Изобретение относится к химической цромьзаленности и может быть использовано в технологических процес.сах, где имеется необходимость вобразовании 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, содержащеекорпус с перФорированным днищем,через отверстия которого пропущеныстержни (1).При наличии в вязких жидкостяхи расплавах твердых частичек, размеры которых превышают 3-5 мм, сливные отверстия укаэанного устройствазабиваются, нарушая его нормальнуюработу,При обработке расплавов, содержащих твердые примеси, используютустройства пленочного типа например, выполненные в виде конуса иустановленного над ним питателя 2,На нижней кромке конуса укреплены проволочные эпементы. Расплавпредварительно 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 грану" лятора имеет низкую производительность (50-60 кг/ч .Такая сравнительно непрочная конструкция устройства может быть оправ. дана только для проведения исследований в лабораторных условиях при весьма аккуратном обращении с ним. Прн малейшей неосторожности эти ффювелнрныефэлементы будут деформированы или отломаны.Учитывая большую агрессивность химических продуктов, эти выступы из тонкой проволочки будут подвергаться быстрому коррозийному разру" шению, что приведет к частным выхо,дам из строя граиуляторов. По указанной причине конструкция является Ненадежной, а возможность ее приме" .нения в. производственных условиях сомнительной.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 невозможС целью обеспечения эффективного раэделения пленки на отдельные струи нижняя кромка пленкообразователя вы- . полнена в виде зубьевПо мере стекания Вниз пленка между зубьями становится, все тоньше и тоньше, что облегчает условия ее разрыва. Разор О вавшись 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 оро О щения по сравнению с одинаковым направлением зубьев. Струйное, а не капельное стекаиие расплава повышает производительность гранулятора более чем в 10 раэ. 65 Тонкие проволочки обладают оченьнезначительной удерживающей способностью, поэтому формирование капель на них может быть обеспеченотолько при очень малых расходах, непревышающих 10 г/мин на одну прово 5лочку. По результатам наших исследований эти расходы соответствуют капельному режиму истечения жидкостей,отличающемуся низкой проиэводительНостью, которая более чем в 10 раэменьше оптимальных нагрузок приструйном стекании жидкостей.Кроме этого, разрыв стекающейпленки и формирование капель на концах проволочек может быть обеспечено только при использовании расплавов,обладающих малой вязкостью ибольшим поверхностным натяжением,какими и являются упомянутые в патенте химические продукты.Результаты расчетов и экспериментальных исследований показывают,что стекающая со сливной кромки пленка вязких сМолообразных продуктовимеет толщину 1,5-2 мм, поэтому тончайшие проволочные элементы будут 25находиться в сплошном потоке расплава. Из-эа высокой вязкости и низкого поверхностного натяжения незначительные силы сцепления, возникающие на поверхности проволочек, не в 30состоянии преодолеть силы вязкости иразорвать пленку на отдельные струиили капли, Поэтому вязкая пленканезависимо от наличия проволочек насливной кромке конуса будет стекать 35с него сплошной массой без ее разрыва, что не позволит обеспечить нормальный режим гранулообраэования иполучение качественных гранул приболее высоких нагрузках, соответствующих струйному режиму стеканияжидкостей и расплавов,но 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 А-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 Ь.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 заполнения ванны расплав переливается че-рез пороги 10 и в виде тонкой пленки стекает по боковым граням призмы2 к ее нижнему ребру. Стекающаяпленка в зазорах между зубьями 6разрывается и стекает с них в видетонких струек, диаметр которых зависит от нагрузки и расстояния междузубьями. В дальнейшем струи самопроизвольно дробятся на капли.Расплав из питателя 1 (см. фиг. 3)вытекает через сливное отверстие 7 истекает по наружной поверхности трубчатого электрического нагревателя 11,на нижнем конце которого укрепленполый конус 3. Расплав в виде утончающейся пленки стекает по поверхности конуса 3 к его нижней сливнойкромке, на которой выполнены зубья6. Электрический нагреватель поддерживает определенную температурурасплава, так как температура поступающего расплава и, следовательно,еге вязкееть келеблются в значительных пределах.При грануляции расплавов, содержащих твердую дисперсную фазу, пленкообразователь целесообразно выполнить в виде усеченного конуса 4(см. фиг. 4), снабженного в нижнейчасти стаканом 12, в котором собираются оседающие частицы с помощью 30скребков 13, по мере накопления онивыгружаются при открывании откидного дна 14. Выполнение пленкообразователя в виде набора чаш 5 позволяет равномерно распределить струирасплава по большВ площади охлаж.дающего устройства (колонны) и новысить его производительность,Необходимо отметить, что ширинавоздушных зазоров или размеры зубьевявляются 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 изобретения1, 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 усечен- ного 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 стаканом с откидным дном.источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 350505 кл. В 01 7 2/02, 1970. 2. Патент Бельгии 9 725826,кл. С 05 д, 1969 (прототип) .689715 оставитель Р.Г ехред Н,Бабурка Редактор а Заказ 5848/ ЦНИИП 13035, М Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектн Тираж 877 Государственного коми делам изобретений и от осква, Ж, Раушская