Гранулятор для пастообразных материалов

(72) Авторы изобретени В.И, Мурахвер, Э.Е.Палей, В.В. Хвощев .ВБ, Ами 7) Заявитель Дзержинский филиал Всесоюзного Научно-исспедевахедьскоги конструкторского института химического машиностроения 4 ТООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ УЛЯТОР ДЛЯ Изобретение относится к устройствам для формования пастообразных материалов в гранулы и может быть использовано в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях3 промышленности.Известен гранулятор, содержащий цилиндрическую перфорированную вращающуюся матрицу, установленные в отверстиях матрицы толкатели, копир:, установленный внутри матрицы зксцеитрично относительно нее, с которым взаимодействуют толкатели, средство для подачи гранулируемого материала в,отверстиях матрицы 1 1.Однако при работе граиулятора отверстия матрицы заполняются грану лируемым 1 материалом при одновременном утапливании толкателей за.счет давления материала на глубину, соответствующую высоте гранулы, При з:ои. сопротивление движению толкателей в разных отверстиях может быть различным и иногда может превышать усилие, передаваемое пастой на толкатель прн его движении во внутрь матрицы,Указанное обстоятельство может быть причиной получения. гранул разных по высоте, а также выключения из рабочего цикла некоторых отверстий. в случае заклинивания в них толкател лей, т.е. возврат толкателей во внутрь матрицы за счет усилий, развиваемых формуемой средой, не дает полной гарантии их перемещения до поверхности копира, особенно в случае формования абразивных паст с пониженной вязкостью (чем больше вязкость, тем больше давление формуемой среды на толкатели).Таким образом, известный гранулятор обладает невысокой надежностью,Известно устройство для получения гранул таблеток, содержащее цилиндрическую перфорированную вращающую-, ся матрицу, установленные в ее отверстиях рядами, параллельными образую" щей, трлкатели с головками, контактирующими с копиром, кодир, выполненный в виде барабана, установленноговнутри матрицы эксцентрично относительно нее с Иозможностью вращения.На наружной поверхности барабанаукреплены профильные кольца Т - образной формы, между которыми расположены головки толкателей,Недостатком известного гранулятора является низкая надежность, что 10предопределяет малый ресурс рабочеговремени между ремонтами.Кинематический и силовой анализыпринципиальной схемы этого устройствапоказывают, что усилия возййкающие 15в течение рабочего цикла и передающиеся на толкатели, сосредоточеныв контактных точках соприкасающихся между собой головок толкателейи барабана, что вызывает напряжение, 20значительно превышающее допустимыенормы для используемых в настоящеевремя материалов.В течение периода выталкивания,гранул толкатели контактируют торцамн своих головок с цилиндрическойповерхностью барабана на линии тольков случае их горизонтального расположения, т.е. на прямой, проходящейчерез центры вращения матрицы и бара- зобана..Во всех остальных положениях торцы толкателей имеют с поверхностьюобоймы точечный контакт. Посколькудавление, развиваемое формуемойсредой в рабочей зоне, достигает100 кг/см и более, напряжения в2точках контакта оказываются гораздобольше допускаемых,и следствием этогоявляется разрушение материала барабана и толкателя в точках соприкосновения. В реальных условиях промышленного производства каждая среда, присутствующая в пасте, неминуемо попадает в зазоры между поверхностью толкателя и поверхностью отверстий матрицы.При остановках машины, неизбежных в технологическом цикле, жидкость, насьпценная солями и к тому же содер жащая тонкую взвесь частиц пасты, кристаллизуется, и движение толкате-,. лей в отверстиях требует значительных усилий, соизмеримых с усилием, действующим на толкатели в зоне фор- Я мования.При возврате толкателей в крайнее положение от наружной поверхности матрицы внутрь, движение обеспечивается за счет связи их с барабаном посредством колец Т-образного сечения.Контакт головки толкателя по кольцу происходит в двух противоположных точках. Такой контакт крайне неудовлетворительно сказывается на работоспособности гранулятора, так как кольца и толкатели представляют как бы одно целое твердое тело, хотя толкатель совершает вращательное движение вокруг одного центра, а кольца - вокруг другого центра, смещенного относительно первого на величину эксцентриситета е. При этом точкиодного и того же твердого тела в один и тот же момент должны вращаться вокруг разных центров вращения что невозможно.В результате кольца коробятся до эллипсовой формы, кромки колец становятся выщербленными, головки толкателей сжатыми, сами толкатели изогнутыми.Кроме того, барабан и кольца, смещенные относительно матрицы на величину е, проскальзывают относительно головок толкателей на величину 2 е, Критический угол заклиниваний, т.е. угол между касательной, проведенной к барабану в точке касания головки толкателя с ней, и плоскостью торца головки зависит от величины нагрузки, скорости вращения и в значительной степени до величины эксцентриситета. Прн величинах е, близких к нулю, и незначительных нагрузках условий работы почти нормальще, так как проскальзывание мало, угол заклинивания близок к нулю.Однако при значениях е, необходимых для,получения гранул высотой более б мм, величина угла заклинивания имеет критическое значение и весь Механизм работает в крайне тяжелых ус.повнях, что приводит, вопервых, к изгибу толкателей, во-вторых, к нарушению свободного проскальзывания барабана н колец, что является непременным условием работы гранулятора, в третьих, к разрушению поверхности матрицы, следы ко" торого видны после одного оборота еет.е. одного рабочего цикла), в четвертью, к заклиниванию пары "толкатель"отверстия". Поэтому величина е ограничена критическими значениямн угла заклинивания.20 35 Цель изобретения - повышение на"дежности гранулятора.Указанная цель достигается тем,что устройство снабжено подпятниками и на наружной поверхности барабана под каждым рядом толкателей выполнены канавки, в которых установлены, с возможностью поворота относительно продольной оси канавки,подпятники, опорная поверхность ко-. 0торых выполнена плоской и контактирует с плоской торцевой поверхностью головок топкателей, и матрицас барабаном связаны водилом. Верх- еняя часть головок толкателей выпОлнена сферической и контактирует спрофильными кольцами, имеющимив сечении форму трапеции, боковыеребра которой выполнены с радиусомсферы головок толкателей.Использование в устройстве подпятников, установленных в канавках барабана и имеющих плоскую опорную поверхность, обеспечивает постоянныйконтакт толкателей с опорной поверхностью по плоскости 1 вместо точечногоконтакта в известном устройстве. приповороте подпятника в канавке. Поэтому нагрузка при работе рассредоточивается на всю опорную поверхностьчто снижает контактные напряжения,уменьшая износ и предотвращая разрушение материала толкателя и подпятиика. Угол заклинивания отсутствует,поэтому заклинивание толкателей вотверстиях при значительных величинах е не происходит. Изгиба и разру-,шения материала толкателя и барабанатакже не происходит. Становится .возможным получение гранул большой вы 40соты.Выполнение на барабане канавок,сечение которых имеет Форму полукругаили треугольников, обеспечивает Возможность углового смещения подпятникон, соответствующей формы, предотвращающего образование угла заклини"вания. Силы давления действуют строговдоль оси толкателя и подпятникадредотвращая изгиб толкателя. Зипомкение подпятника с плоской поверхностью шириной не менее о +2 е 166диаметр головки толкателя, е - эксцентриситет) необходимо для того, .чтобы при проскальзывании толкателяпо подпятнику иа величину 2 е контактях был по полной поверхности головйитолкателя. Взаимосвязь толкателяверхняя часть головки которого выпойиена сферической, с профильными кольцами, рабочая поверхность которыхвыполнена с тем же радиусом сферы,что и головка толкателя, заменяетточечные контакты линейным, снижаяконтактные напряжения и предотвращает изгиб толкателей.На Фиг,1 изображен гранулятор( общий вид ) в разрезе на Фиг,2 -разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант выполнения устройства с коническими подпятниками.Гранулятор состоит иэ матрицы 1,запитывающего валка 2, бункера 3,исходного материала, ножа 4.В матрице 1 выполнены отверстия5, в которых установлены толкатели.б, связанные головками 7 с подпятниками 8, установленными в канавках 9 барабана 10., эксцентричноустановленного относительно оси матрицы на эксцентрике 11, смонтирован"ном на неподвижной оси 12. Иеждуголовкамн толкателей установлены профильные кольца 13. Для обеспечениявращения подпятников и толкателейс одинаковой скоростью, на матрицежестко установлено водило 14, взаимодействующее с барабаном 10 и приводящее его во вращательное движениеПодпятники имеют плоскую опорную поверхность 15.Гранулятор работает следующим образом.Гранулируемый продукт из бункера3 поступает в зазор между матрицей1 и валком 2 и последнии запитывается в отверстия 5 матрицы 1, уплотняется под действием возникающего давления и формуется в монолитную гранулузаконченной формы. В этот момент тол- .катель 6 находится в крайнем оттяну"том положении внутри матрицы и егоось проходит через центры вращенияматрицы 1 и барабана 10. При этомплоскость головки 7 толкателя опирается на плоскость подпятника 8 в центреего, а сам .подпятник центрально установлен в канавке 9 барабана. При повороте матрицы на 90 ось толкателяи ось барабана не находятся на однойлинии. Однако за счет подвижногоподпятника, который может совершатьугловое перемещение, плоскость головки толкателя параллельна плоскостиподпятника, следовательно, толкательопирается всей своей поверхностью иа подпятник. Величина проскальэыбвания при угле поворота в ЧО равна55 предельному значению - величине эксцентриситета е. В этой точке головка толкателя смещена на е и находится на плоскости подпятника в .крайнем левом положении.о оНа участке от 0 до 90 толкатель в своем движении по окружности отстает от подпятника.При дальнейшем повороте от 90оодо 180 толкатель, выталкивания гранулу из отверстия, догоняет подпятник и яа угле в 180 о устанавливается центральное относительно него, а ось его проходит через центры вращения матрицы и эксцентричного барабана. При этом надо отметить, что на этом участке толкатель всегда контактировал с подпятником по плоскости.оНа угле в 180 гранула полностью вытолкнута из отверстия матрицы и снимается ножом 4. При повороте мато орицы от 180 до 270 профильные кольца 13 начинают возвращать во внутрь матрицы вышедшие заподлицо с матрицей толкатели, которые при своем вращательном движении начинают опережатьоподпятник и к 2 О занимают на нем крайнее переднее положение, контактируя всей плоскостью.При дальнейшем повороте от 270Ь до 360 толкатели занимают первонаочальное положение, и цикл повторяется.Таким образом, начиная с угла в 90 до угла 270, головка толкателя проскользнула по всей .поверхности подпятника, контактируя всегда полной поверхностью за счет поворота подпятника,Вызванные нагрузками напряжения гораздо меньше допускаемых контактных напряжений, а углы заклинивания вообще отсутствуют, соответственно нет и изгибающих моментов. Толкатель совершает строго поступательное движение по отверстию матрицы беэ заклинивания.Использование заявленного грануля. тора по сравнению с эксплуатируемыми грануляторами этого типа для пастообразных материалов позволяет повысить надежность его в работе, увеличить срок службы, уменыпить количество простоев в год, сократить время наремонт и наладку. Формула изобретения1. Граиулятор для пастообразныхматериалов, содержащий цилиндрическуюперфорированную вращающуюся матрицу 5 1 О 15 20 25303540 установленные в ее отверстиях рядами, параллельными образующей, толкатели с головками, кинематически связанными с копиром, копир, выполненный в виде барабана и установленный внутри матрицы эксцентрично относительно нее, и профильные кольца, укрепленные на копире, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с.целью повышения надежности гранулятора, он снабжен подпятниками и на наружной поверхности барабана под каждым рядом толкателей выполнены канавки, в которых установлены с воэможностью поворота относительно продольной оси канавки подпятяика, опорная поверхность которых выполнена плоской и контактирует с плоской торцевой поверхностью головок толкателей, и матрица с барабаном связаны между собой с помощью водила.2. Гранулятор по и.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что ширина плоской поверхности подпятяика составляет яе менее .О +2 е, где ив диаметр головки толкателя, е-величина эксцентриситета.3. Гранулятор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что канавки и взаимодействующие с ними поверх" ности, подпятников выполнены цилиндрическими.4. Гранулятор по п.1, о т л ич а ю Щ и й с я тем, что канавки и взаимодействующие с ними поверхности подпятников выполнены коническими, причем угол конуснос 5 и подпятника больше угла конусности канавки.5. Гранулятор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что жн снабжен профильными кольцами, установленными на копире.6. Граиулятор по п.5, о т л ич а ю щ и й с я тем, что верхняя часть головок выполнена сферичеакой и контактирует с профильными нольцами, имеющими в сечении форму трапеции, боковые ребра которой выполнены с радиусом сферы головок толкателей.Источники информацию принятые во .внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 686747, кл. В 01 Т 2/20, 1974.2. Авторское свидетельство СССР В 2081339/26, кле В 01 3 2/20, 1974 (прототип).,6ФигЗСоставитель Р, Горяинова Редактор П. Ортутай Техред М.Рейвес Корректор А Дзяткоа Заказ 912 Т 713 Тираж 570 Подписное ВНИИПИ Государственноо комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Укгорол, ул. Проектная, е