Устройство для гранулирования влажных порошкообразных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 51) 4 В 2 08 В О 1 д 2 / ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЪСТВУ ЛЯ ГРАНУЛИРАЗНЫХ МА- ндрический орпусе вал, ения, и валу симси радиалью щ е е с я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 929191, кл. В 01 Л 2/10, 1980.Винников Л.И. и др. Некоторые закономерности грануляции окиси цинкав штыревом грануляторе. - Лакокрасочные материалы, 1976, В 5,с. 72, 73.(54)(57) 1. УСТРОйствО дРОВАНИЯ БЛАЖНЫХ ПОРОШКООТЕРИАЛОВ, содержащее цилкорйус, установленный всвязанный с приводом врасмонтированные рядами наметрично его продольнойные стержни, о т л и ч а 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.ЯИзобретение относится к устройствам для гранулирования влажных порошкообразных материалов и может быть использовано для улучшения перерабатываемости порошкообраэных продуктов, в частности, при гранулировании влажных гидрофобных продуктов эмульсионной полимериэации, в первую очередь фторполимерных порошков, переработка которьгх в иэделия связана со значительными трудностями из-за их плохой сыпучестио (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 8.10 ю 20 30 35 40 М 50 55 Корпус 1 снабжен загрузочным бун. кером 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.7). Навеску порошка предпочтительно варьируют иэ расчета оптимальной степени заполнения устройства, составляющей 8- 127 рабочего объема, Включают электродвигатель и устанавливают требуемую скорость вращения вала 2,После перемешивания порошка электродвигатель выключают и путем подъема края станины 3 корпус 1 наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 30- 40 , что обеспечивает ссыпание проодукта 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 асей длине продольными стержнями .5 и возвращаются на внутреннюю поверхность корпуса 1. Таким образом, обеспечивается непрерывное51015 20 35 40 45 50 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 70-90П р и м е р 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 каждогоряда 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.7. Порошок 15 мин перемешивают при скорости вращения вала 500 об/мин.Выгруженный из устройства порошок суошат в термостате при 110 С в течение 10 ч. после чего измеряют его основные технологические характеристики (см,таблицу). П р и м е р 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.7) с этиленом (50 мол.7) влажностью 25 мас.7, Порошок 15 мин перемешивают при неличине радиального зазора 3 мм и при скорости вращения вала 600 об/мин. Свойства высушенного порошка приведены н таблице.П р и м е р 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.П р и м е р 4, Для гранулирования используют устройство с ннутренним диаметром 200 и длиной 800 мм,и котором радиальные стержни диаметром 10 и длиной 90 мм расположеныв одной плоскости аналогично примерам 1 и 2. Величина радиальногозазора между продольными стержнямии стенкой корпуса составляет 5 мм.В корпус загружают 1100 г порошкасополимера ТФЭЭ влажностью 24 мас.Хи перемешивают его 15 мин при скорости вращения вала 415 об/мин.Свойства высушенного продукта приведены н таблице. П р и м е р 5 (контрольный по прототипу). Для гранулирования используют устройство с внутренним диаметром корпуса 145 и длиной 290 мм, на валу которого расположены двумя симметричными рядами н одной плоскости 20 радиальных стержней диаметром 10 и длиной б 5 мм. Величина радиального зазора между концами радиальных стержней и стенкой корпуса составляет 3,5 мм. В корпус загружают 200 г порошка сополимера ТФЭЭ влажностью 25 мас.7. Порошок перемешивают 15 мин при скорости вращения вала б 00 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 бутадиеноми стиролом (АБС) и т.п. Целесообраз1227476 но для гранулирования использовать гидрофобные продукты эмульсионной полимеризации с влажностью 15- 30 мас.7 полученные путем коагуляции водных дисперсий и их частичного обезвоживания, Кроме того, устройствоможет 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 гранулированного порошкаСвойства исходного порошка Угол НасыпСредне Угол Насыпная плотестест- наявенного плотленный ность,г/см откоса, ность,град г/см са,град тиц, мкм Сополимер ТФХЭЭ 20 10 41 032 128 9 29 0,60 Сополимер ТФЭЭ 18 1 Оэ 42 0 28 116 10 45 10 з 36 0,31 135 18 АБС Сополимер ТФЭЭ 18 10 42 Оь 28 125 10 28 0,54 Сополимер ТФЭЭ 18 10 з 42 35 112 40 0,32 Тип эмульсионногополимера размерчасСыпучесть,с естественногооткоСреднечисленный размерчастиц,мкм Сыпучесть,с 28 0,52 28 0,331227476 оставитель М. Фитисоваехред И.Верес Корректор И. М. Келемеш едак Тираж 640 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра