Аппарат для гранулирования тонкоизмельченных увлажненных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 51)4 В 01 Н ПАТЕНТ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ исАние изОБ(72) Лоуренс Фредерик Рейкстроуи Харри Милтон Стивенс (ПБ)(54) АППАРАТ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ТОНКОИЗМЕЛБЧЕННЫХ УВЛАЖНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение касается полученияпродукта в виде гранул. Целью изо"бретения является упрощение и снижение энергозатрат. Аппарат для гранулирования тонкоизмельченных материалов содержит вертикально ориентированный корпус 1, имеющий впускное отверстие 2 в верхнем конце и выпускноеотверстие 3 в нижнем конце, большое,ЯО 13878 енияи количество перегородок 4, имеющих фо му половины цепной линии, жестко установленных в корпусе вдоль его вер тикальной оси на отстоящих друг от друга последовательно понижающихся уровнях. При этом перегородки 4 отстоят друг от друга в направлении, поперечном вертикальной оси аппарата и расположены так, что вогнутые поверхности перегородок поочередно обращены в противоположном направлении к центру корпуса. Выходная кромка каждой последующей перегородки прохо дит за вертикальную плоскость выходной кромки предыдущей перегородки для образования каскада и поочередно го реверсирования пути потока вдоль ,вертикальной оси аппарата, тем самым обеспечивается упрощение конструкции Угол выходной кромки перегородки составляет примерно 30 относительно горизонтальной плоскости. Перегородки сконструированы из гибкого конструкционного материала, например из резиновой транспортерной ленты. 3 з.пф-лы, 4 ил 2 табл, 4Изобретение относится к аппаратудля гранулирования или агломерациитонкоизмельченных или порошкообразных материалов в сфероидальные гранулы.Цель изобретения - упрощение устройства и снижение энергозатрат.На фиг,1 представлен гранулирующий аппарат, вид сбоку, поперечноесечение; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг,З - перегородки, имеющие форму половины цепной линии ирасположенные в корпусе аппарата длягранулирования, поперечное сечение; 15на фиг,4 - то же, имеющие форму половины цепной линии и установленные снаклонной обратной пластиной выходнойкромки, поперечное сечение,Аппарат содержит вертикально ориентированный корпус 1, имеющий впускное отверстие 2 в верхнем конце ивыпускное отверстие 3 в нижнем конце.Основные функции корпуса 1 заключаются в создании опоры, к которой 25могут быть прикреплены или прижатыперегородки 4, и в создании емкостидля удержания тонкоизмельченного, состоящего из отдельных частиц материала, когда он каскадами движется вниз 30по поочередно реверсируемому путипотока, образованному перегородками4, в течение операции гранулирования.В корпусе 1 жестко установленобольшое количество перегородок 4,имеющих. форму половины цегцой линии, Перегородки 4 установлены в корпусе 1вдоль его вертикальной оси на отстоящих друг от друга последовательно понижающихся уровнях, Перегородки 4 так 40же отстоят друг от друга в направлении, поперечном вертикальной оси кор,пуса 1, и расположены таким образом,что их вогнутые поверхности поочередно обращены в противоположных направлениях в центру корпуса .1. Прнтаком расположении выходная кромка 5,каждой последующей перегородки 4 проходит за вертикальную плоскость выходной кромки 6 предшествующей перегородки, чтобы тем самым образоватькаскад и поочередное реверсированиепути потока . вдоль вертикальной осикорпуса 1. Каждая перегородка 4 (фиг. 2)прикреплена в верхнем конце к жесТкой опоре 7, а в нижнем конце (или55у выходной кромки) - к жесткой опоре8. Каждая из этих опор 7 и 8 прикреплена к корпусу 1, В целом опоры 7 и 8 представляют собой металлическиестержни, прикрепленные соответственнок корпусу 1 крепежными средствами 9и 10, например болтами, винтами изажимами. Например, имеющая внутреннюю резьбовую нарезку опора 7 или 8может быть легко установлена в корпусе 1 болтом, имеющим наружную резьбовую нарезку.Опора 8 крепится или устанавливается в корпусе 1 способом, аналогичным для опоры 7. Однако опора 8 скомбинирована с нижней пластиной 11,ко,торая прикреплена к перегоро)ке 4крепежными средствами, например заклепками (фиг,4), Наличие пластины 11обеспечивает легкое регулирование острого угла 8 , образованного наклоном перегородки 4 у выходной кромкиотносительно горизонтальной плоскости. Это устройство управляет действием по обработке материалов, состоящих из отдельных частиц, которое управляет эффективностью операции гранулирования,Абсолютные размеры аппарата длягранулирования и его компонентов неуменьшены до критических. Необходимо, чтобы размеры обеспечивали достаточный объем для вмещения количества материала, состоящего из отдельных частиц, проходящего черезаппарат, с целью гранулирования заданный период времени в течение операций по гранулированию. Перегородки 4 (фиг.З), имеющиеразмеры порядка 121, 92 длины хх 50,8 см ширины, свешиваются по высоте порядка 106,68 см, чтобы обеспечить форму половины цепной линии.Эти размеры обеспечивают глубинуперегородок 4 (от передней части кзадней) порядка 45,72 см. Выходнаякромка каждой перегородки 4 регулируется для создания угла 6 выходнойкромки порядка 30 ф, Этот угол выходо,ной кромки преимущественно гарантирует то, что траектория при обработке материала, состоящего из отдельных частиц, покидающего выходнуюкромку данной перегородки 4,такова,что угол удара о вертикальную стенкуследующей отстоящей вниз перегородки 4, верхний край которой поднимается над выходной кромкой предыдущей)состоящий из отдельных частиц,плавно отклоняется вниз к перегородке 4 и начинается обработка, противополож-ная скольжению, сразу же после столкновения, Это устройство также га-. рантирует, что сохраняется достаточный момент после столкновения для ускорения материала из отдельных частиц посредством гравитации до скорости, достаточной для сохранения желаемого обрабатывающего действия, и предотвращения застаивания материала из отдельных частиц и закупоривания аппарата. Надлежащие скорости в целом находятся в диапазоне примерно 2,44-3,96 м/с.Вертикальная стенка последующей перегородки 4 (фиг,3) отстоит от выходной кромки предшествующей перегородки 3 на расстоянии, достаточном для того, чтобы произошли желаемые удар и обрабатывающее действие. В целом достаточно расстояния порядка 25 30,48 см. Такие величины отклоняются от указанных в зависимости от общих абсолютных размеров и объема аппарата, Например, размеры узла для проведения испытаний пропорционально от личаются от размеров узла для коммерческих масштабов, хотя отношения высоты, ширины и т.п. могут быть идентичными.Число перегородок 4, примененных в аппарате, может по желанию изменяться, Однако большее число перегородок 4 более эффективно и при этом более полно проходит гранулирование. Так, например, шесть перегородок обеспечит большую эффективность и более совершенное гранулирование данного материала из отдельных частиц, чем три перегородки, Однако число примененных перегородок 4 ограничивает пригодность 15г вертикального пространства, внутри которого располагается аппарат, а выбор любого данного числа перегородок (а также общих .размеров) производится путем экспертизы, проводимой50 специалистом, занятым в этой области техники, Кроме того, может быть последовательно установлено большое количество аппаратов и они будут действовать так, чтобы создать любое желаемое число стадий гранулирования. Подобным же образом частично гранулированный материал может быть рециркулирован или подвергнут неоднократной рециркуляции через аппарат для того, чтобы достигнуть желаемого уровня гранулирования.Материалы конструкций для аппарата не являются узко ограниченными. Необходимо, чтобы материал конструкции совмещался с материалом из отдельных частиц, подлежащим гранулированию был стоек к износу и коррозии и мог включать в себя листы из металла, например из нержавеющей стали, алюминия и цинка, а также резиновой транспортерной ленты. Поскольку корпус 1 главйым образом служит для содержания материала, состоящего из отдельных частиц,. гранулируемого в пределах имеющего каскады и поочередно реверсируемого пути потока, определяемого перегородками 4, и создания опоры, к которой могут крепиться перегородки 4, любые из упомянутых неограничивающих материалов конструкции могут быть применены для конструирования корпуса 1. Предпочтительным материалом конструкции перегородки 4 является резиновая транспортерная лента, поскольку такой материал обладает желаемой упругостью для упрощения конструкции и смягчения удара гранулы в течение операции (для сведения к минимуму разбивки гранул) и обладает высоким абразивным сопротивлением. Кроме того, поскольку материал, состоящий из отдельных частиц,подвергающийся гранулированию, увлажняется для создания необходимого сцепления между частицами, обычная тенденция таких увлажненных материалов оцепляется споверхностями,с которыми они входят в соприкосновение, исключается посредством резиновой поверхности материалов транспортерной ленты.Аппарат работает следующим образом.Тонкоизмельченный или порошкообразный твердый материал (который может содержать в непосредственной смеси с ним соответствующее количество способствующего гранулированию вещества или связующего вещества, например бентонита или каолина), подается в корпус 1 с постоянной скоростью, будучи при этом избирательно увлажненным соответствующим увлажняющим агентом. Влажный твердый материал, состоящий из отдельных частиц, падает под действием гравитации через корпус 1 по имеющему каскады и по 1387875очередно реверсируемому пути потока, который определяется большим количеством перегородок 4, Действие, производимое падением и каскадами, приводит увлажненные частицы в непосредственный контакт. Появляющееся в результате капиллярное притяжение поверхностей частиц и их молекулярное сцепление удерживает частицы друг с 10 другом в форме влажных гранул.Неограничивающие примеры подходящих увлажняющих агентов включают в себя, например, воду, фосфорную кислоту, водный лигнин-сульфонат кальция и раствор силиката натрия. Из этих увлажняющих агентов наиболее предпочтительна вода.Фактическое количество воды,используемое в течение стадии гранулирования, зависит от природы частиц твердого материала, подлежащих гранулированию, распределения размеров частиц, типа и количества имеющихся добавок, желаемых размеров гранул и т.п, Поэтому надлежащее содержание влаги при производстве гранул из лю" бого данного материала, состоящего из отдельных частиц, ограничивается относительно узким диапазоном, поскольку избыток воды снижает капиллярное притяжение частиц, в то время как недостаток, воды уменьшает площадь поверхности, на которой могут действовать капиллярные силы, В одном из вариантов осуществления предлагаемого изобретения был применен увлажняющий агент для обеспечения водой в количестве, достаточном для образования примерно 12-15 мас.от сухой массы материала, состоящего из отдельных частиц.Влажные гранулы, выходящие из корпуса 1, могут осушаться в воздухе или в инертной атмосфере, например, в азо 4 те, по желанию либо при температуре окружающей среды, либо повышенной температуре, Кроме того, осушенные гранулы могут пройти тепловую обработку для упрочнения поверхности и повышения абразивной стойкости в течение последующих операций.П р и м е р 1. Применяется аппа-рат, содержащий шесть перегородок 4 121,92 см длиной х 50,8 см шириной (фиг,1 и 3). Состоящий из отдельных 55 частиц тонкоизмельченный материал, пригодный для использования в качестве исходного материала агломерационной печи для производства шаровидныхвключений материала, подаваемого вэлектротермическую печь, с целью об-разования элементарного фосфора, подается к аппарату на транспортернойленте и при этом избирательно увлажняется тонкораспыляемой струей водыдля обеспечения содержания воды примерно от 12 до 15 мас.Состоящий изотдельных частиц твердый материал подается в аппарат со скоростью 9,072 хх 10 кг/мин в течение 1 ч. Результаты и параметры сведены в табл.1.Количество мелких частиц в 16 мешснижено от 36,72 мас. . в негранулированном исходном материале до8,26 мас,при одной стадии гранулирования и до 3,87 мас.при двух стадиях гранулирования, Это приводит куменьшению мелких частиц соответственно на 77,5 и 89,5 .П р и м е р 2. Применяются аппарат и способ, аналогичные примеру 1,за, исключением того, что состоящийиз отдельных частиц твердый материал подается в аппарат со скоростьюпорядка 4,082 х 10 кг/мин в течение24 ч, Результаты и параметры сведены в табл,2,Как и в примере 1, количество частиц в =16 меш существенно сниженопосредством одной стадии гранулирования, При первом опыте количествомелких частиц в -16 меш уменьшеноот 47,55 мас,в негранулированномисходном материале до 12,69 мас.%,в то время как при втором опыте количество мелких частиц в -16 мешуменьшенодо 9, 1 мас. . Поэтому опытыпривели к снижению мелких частиц до73,3 и 80,7 при средней величине заодну стадию гранулирования порядка77 .Формула изобретения1. Аппарат для ранулирования тонкоизмельченных увлажненных материалов, содержащий вертикально расположенный корпус, имеющий впускное и выпускное отверстия в верхней и нижней частях и перегородки, установленные в корпусе вдоль его вертикальной оси на расстоянии одна от другой, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения энергозатрат, перегородки укреплены одними концами поочередно на противополож1387875 1 О Таблица 1 Твердые Стадиягранулирования Содержание воды,мас.% частицы 1,4 8,90 7,22 3,87 я 16 (1 стадия грагранулирования) экСтат нули спер Стан 2,36 стическое осреднение дл ования) и 13 (2 стадия ментов соответственно. арт США на размеры сит мм; 16 меш:отверстию 1(8 меш:отверстию18 мм). 2 абли Стадиигранулирования змеры гранул, мас.% Содержание воды, мас.% ф Твердые частицы" Статистическое осреднение Стандарт США на размеры си 2,36 мм; 16 меш=отверстию я 16 экспериментов(8 меш:отверстию18 мм). ных стенках корпуса, выполнены вогну 1 тыми и обращены вогнутыми поверхностями поочередно в противоположном направлении к вертикальной оси корпуса, причем выходная кромка каждой последующей перегородки располо-, жена на растоянии от вертикальной плоскости, проходящей через выходную кромку предыдущей перегородки. 2. Аппарат по п,1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что угол выходной кромки перегородки с горизонтальной плоскостью составляет порядка 303. Аппарат по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перегородки выполнены из гибкого материала.4. Аппарат по п,3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перегородки выполнены из резиновой ленты. Размеп гранул, мас,% . 38,93 13,52 47,5.Зимокосов рект е л. Проектн оизводственно-полиграфическое предприятие го аказ 1502/59 ВНИИПИ по д 113035, МТираж 59 Подпи осударственного комитета СССР ам изобретений и открытий ква, Ж, Раушская наб д, 4