Устройство для гранулирования пластичного материала

(9) 00 Зд 1 В О 1 ЗОБРЕТ пругие протирочныел и ч а ю щ е е са повышения однороического состава гвышения производитабочей поверхностиы ряды наклонных ик ней плоскостей,и выступыйство по и. 1, о ттем, что глубина в решетку и ументы, о тчто, с цельгранулометргранул и поности, на рки выполнендикулярныхщих впадины2. Устрою щ е с яболее 0,3 м ко НУЛИпреи ои шихт го ка" рмующу лицападин СС 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАРОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ ИАТЕРИАЛОВмущественно пластифицированнтермостойких стекол оптическо чества, включающее корпус, фо злетем, ности товых ль- решет- перпен- образуюИзобретение относится к химическо-, му машиностроению и может быть ис пользовано в химической и в промышленности стройматериалов для гранулирования пластичных материалов, на" пример пластифицированной шихты термостойких стекол оптического качества.Известно устройство для гранулирования, представляющее собой сито про" тирочное, состоящее из емкости, дном которой является плет ая сетка, и протирочных упругих элементов,Гра. нулирование в нем происходит путем срезания полусухого материаала упругими протирочными элементами на бугорках сетки, образованных при. пере" плетении двух проволочек, и просеивания крошки в ячейки сетки.Недостатком этого устройства явля ется получение гранул только в виде укрупненной крошки размерами 0,5-2 мм, причем из полусухого материала, При протирке же пластифицированного материала, в частности шихты, через сетку происходит срезание с образо,ванием бесформенных, комочков произвольного размера. Таким образом получаются гранулы, размеры которых не стабильны по гранулометрическому ЗО составу. Кроме того, когда требуется большая производительность гранулирования, сита делают больших размеров. При этом прочность сетки недостаточна, а если учесть, что пластифицированнаяшихта термостойких стекол оптического качества является хорошим абразивом, то понятно, что сетка быстро истирается и рвется. ",оэтому требуется частая ее замена, 40 практически через одну-две смены.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гранулирования материала, преимущест венно суспензии и паст, включающее емкость, корпус, формующую решетку, упругие протирочные элементы в виде лопастей, снабженных полосами из упругого материала, примыкающие к решетке. Недостатком известного устройства является то, что гранулирование основано на истечении порций,суспензии/55 или пасты через перфорации решетки, рабочая поверхность которой гладкаяПорция гранулируемого материала создается под действием тяжести и упругих протирочных элементов, а вибра-ция способствует истечению жидкого материала в отверстия формующей решетки, что предотвращает частичное или полное закупоривание отверстий решетки и падение производительности. Пластифицированный материал в этом устройстве,в отличие от жидкого материала, продавливается через отверстия решетки другими протирочными элементами при встрече их с материалом под некоторым углом. При этом часть пластичного материала попадает под упругие протирочные элементы, отжимает их и проталкивается ими в отверстия решетки, а так как рабочая поверхность формующей решетки гладкая, то часть материала налипает на нее, накапливается в отверстиях решетки, что приводит к уменьшению размеров готовых гранул и к снижению производительности устройства из"за частичного или полного прекращения процесса продавливания пластифицированного материала. Чтобы возобновить процесс продавливания требуется очистка и промывка отверстий решетки.Целью изобретения является повы" шение однородности гранулометрического состава готовых гранул и увеличения производительности.Эта цель достигается тем, что в устройство для гранулирования пластичных материалов, преимущественно пластифицированной шихты термостойких стекол оптического качества, включающем корпус, формующую реыетку и упругие протирочные элементы, на рабочей поверхности решетки выпол чены ряды наклонных и перпендикулярных к ней плоскостей, образующих впадины и выступы.При этом глубина впадин более 0,3 мм.При взаимодействии с рабочей поверхностью решетки, упругие протирочные элементы в предлагаемом устройстве для гранулирования пластичных материалов перемещаются по наклонным плоскостям впадин, поднимаются по ним на выступы и соскальзывают с них вновь во впадины. При этом на гранулируемый пластичный материал в процессе продавливания действуют два дополнительных фактора продавливания: эффект "срезания" пластичного материала на выступах рабочей поверхности формующий решетки3 10и эффект дополнительного усилия продавливания, возникающего при соскальзывании упругих протирочных элементов с выступовво впадины. Величинадополнительного усилия продавливанияпластичного материала в отверстиярешетки зависит как от глубины впадинтак и от свойств материала упругихпротироцных элементов. Глубина впадин определуется экспериментально взависимости от пластицеской прочностигранулируемого материала,Р,1 Одинсм, величина которой для%пластифицированной шихты термостойких алюмоборосиликатных стекол оптического качества составляет 1 710- )5 а 10 дин/см , и должна быть больше0,3 мм,Перечисленные факторы предотвращают заглаживание рабочей поверхности и забивание отверстий решетки,что обеспечивает однородный гранулометрицеский состав готовых гранули постоянство производительностиустройства для гранулирования пластичного материала, вплоть до расчетной, в тецение длительного времениработы устройства.На фиг.1 показано устройство, вкотором формующая решетка выполненаплоской, разрез; на фиг.2 - упругийпротирочный элемент и формующая рещетка, сечение А-А на фиг,1; наФиг.3 - плоская формующая решетка,на рабочей поверхности которой вы полнены ряды параллельных наклонныхи параллельных перпендикулярныхк ней плоскостей, в аксонометрии;на Фиг,4 - то же, с выполнением нарабочей поверхности решетки допол"нительных рядов параллельных плоскостей, перпендикулярных первомуряду плоскостей; на. Фиг.5 - то же,с выполнением на рабочей поверхности решетки рядов параллельных наклонных секторных и перпендикулярных к ней радиальных плоскостей; нафиг.6 - то же, с выполнением на рабочей йоверхности решетки дополнительных рядов параллельных наклонных кольцевых и перпендикулярныхк ней параллельных кольцевых плос-костей на фиг.7 - цилиндрическая"формующая решетка, на рабочей поверхности которой выполнены рядынаклонных и перпендикулярных к нейплоскостей, в аксонометрии,устройство для гранулированияпластичного материала содержите 12963 4корпус 1, Формующую решетку 2 иупругие протирочные элементы 3.Отверстия 4 решетки 2 выполнены тре-абуемого профиля, например квадратные,круглые, одного диаметра по толщине Реаетки (гладкого сеиеник, ступенчатого сечения (Фиг.23 и другиев зависимости от свойств пластичногоматериала и требований к готовым гра нулам, расположенные в направлениидвижения материала, показанногострелкой. Рабочая поверхность 5 фор"имующеи решетки 2, которая соприкасается с гранулируемым пластичным мате-. 15 риалом 6 и упругими протироцными "элементами 3, выполнена в виде выступов 7 и впадин 8, образованных рядомпараллельных наклонных плоскостей 9и параллельных перпендикулярных плос костй 10 к рабочей поверхности ре-д.шетки фиг.3 у. При этом одна сторонаплощадки 11 выступа 7 сопряжена снаклонной гранью 12 впадины 8, образующейся при выполнении отверстий ч 2 в решетке,.а другая. - с перпендикулярной к рабочей поверхности гранью13. Ширина площадки 11 выступа 7определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярных к рабочей ЗО поверхности решетки плоскостей 1 О иразмером отверстий 4 решетки. Площадка 11 может отсутствовать. Глубинаснижения параллельных наклонных граней12 впадин 8 к соседнему выступу 7 определяет размер перпендикулярной крабочей поверхности решетки грани 13или высоту, с которой упругий протирочный элемент соскальзывает во впадину, т.е. величину дополнительного щ усилия продавлиеания гранулируемого:материала 6 в отверстии 4 решетки 2.Вторым вариантом рабочей поверхности 5 Формующей решетки 2 являетсярабо-ая поверхность, на которой вы.=.ыс.у. 7.даФиг,4 У,образованные дополнительным рядом,параллельных наклонных 14 и параллельных перпендикулярных 15 к рабочейповерхности плоскостей при пересечении их с первым рядом параллельных Янаклонных 9 и параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности плос"костей. При этом две смежные сторонр, лощадки 16 выступа 7 сопряжены сдвумя наклонными гранями 12 и 17впадин 8, образуоцихся при выполненииотверстий 4 в решетке, а две другиес двумя перпендикулярными к рабочейповерхности гранями 13 и 18. Сторона5 10129 площадки 16 выступа 7 определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности решетки плоскостей 1 О и 15 и размером отверстий решетки. 5Описанная ориентация конструктивных элементов двух вариантов рабочей поверхности формующей решетки, ее выступов и впадин, предполагает преи" мущественное применеНие при возврат но-поступательном движении упругих протирочных элементов. При этом достигается двойной эффект - эффект "срезания" гранулируемого материала на выступах, что предотвращает загла живание рабочей поверхности, и эффект дополнительного усилия продавливания гранулируемого материала через отверстия решетки. В случае же вращательного движения упругих протирочных 20 элементов достигается эффект "срезания" гранулируемого материала на выступах.Третьим вариантом Рабочей поверхности 5 формующей решетки 2 является 25 рабочая поверхность, на которой. выполнены выступы 7 и впадины 8 ( фиг.5, образованные оядом параллельных наклонных секто: ных 19 и перпендикулярных к рабочей, поверхности радиальных 30 20 плоскостей При этом одна сторона площадки 21 выступа 7 сопряжена с на- клонной гранью 22 впадин 8, образующейся при выголнении отверстий 4 в Решетке, а другая - с пеРпендикулярной з 5 к рабочей поверхности гранью 23. Ширина .площадки 2 1 выступа 7 определяется разницей между угловым шагом перпендикулярных к рабочей поверхности радиальных 20 плоскостей и углом расши рения параллепьных наклонных к рабочей поверхности секторных 19 плоскостей, на- которых размещаются отверстия решетки, и может быть сведена на . нет. При этом отверстия 4 должны иметь эквивалентное сечение независимо от размещения их по секторной наклонной плоскости, чтобы порции подаваемого через них пластичного материала были равны, что при последующем 50 окатывании даст одинаковые по диаметру гранулы. Четвертым вариантом рабочей поверхности 5 формующей решетки 2 является рабочая поверхность, на которой выполнены выступы 7 и впадины 8 ( фиг.6), образованные дополнительным рядом параллельных наклонных 63 бкольцевых 24 и параллельных перпендикулярных к рабочей поверхностикольцевых 25 плоскостей при пересе"чении их с первым рядом параллельныхнаклонных секторных 19 и перпендикулярных к рабочей поверхности радиальных 20 плоскостей. При этом две смежные стороны площадки 26 выступа 7сопряжены с двумя наклонными гранями22 и 27 впадин 8, образующихся привыполнении отверстий 4 в решетке, а две другие - с двумя перпендикулярными к рабочей поверхности гранями 23и 28. Одна из сторон площадки 26 выступа 7 определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярныхк рабочей поверхности кольцевых 25плоскостей и размером отверстия 4решетки, а другая сторона - разницей между угловым шагом перпендикулярныхк рабочей поверхности радиальных 20плоскостей и углом расширения параллельных наклонных к рабочей поверхности секторных 19 плоскостей, на которых размещаются отверстия 4.Описанная ориентация конструктивных элементов последних двух вариантов рабочей поверхности формующейрешетки, ее выступов и впадин предполагает преимущественное применение/при вращательном движении упругих протирочных элементов. При этом достигается двойной эффект, - эффект "срезания" гранулируемого материала на выступах, что предотвращает заглаживание рабочей поверхности, и эффект,дополнительного усилия продавливаниягранупируемого материала через отверстия решетки. В случае же возвратнопоступательного движения упругихпротирочных элементов достигается 4 ффект "срезания" гранулируемого материала на выступах,Кроме того формующая решетка, на рабочей поверхности которой имеются выступы 7 и впадины 8, может бытьвыполнена цилиндрической (фиг,7и других форм. При этом выступы 7 и впадины 8 рабочей поверхности 5 решетки также выполнены рядами наклонных129 и перпендикулярных 30 к ней плоскостей, размещены на цилиндрической31 или других образующих рабочей поверхности формующей решетки. Причем рабочая поверхность, в виде выступов и впадин может Ьыть вьполнг. на как на наружной стороне цилиндра или других форм решетки, так и на внутренней.,как показано,на фиг.3 - 6, с размеромотверстий 5 х 5 мм и глубиной впадин,равной 1,5 мм. Привращении упругихпротирочных элементов, выполненныхиз резины тип 1 по ТУ 38-105-116-70,со скоростью 37,5 об/мин пластичныйматериал продавливается в отверстия 1 ф решетки с усилием продавливания15 кг/смф. при рабочей поверхностирешетки выполненной по Фиг.3 и 4.При этом за счет наличия эффекта"срезания" пластичного материала 15 на выступах решетки предотвращаютзаглаживание рабочей поверхности,т.е. получают постоянную производительность устройства.При продавливании пластичного мащ териала упругими протирочными. эле"ментами при взаимодействии их с ра"бочей поверхностью, выполненной поФиг.5 и 6, к эффекту "срезания"добавляется эффект дополнительногоусилия продавливания,.которое состав"ляет 3 кг/см т,е. общее усилие продавливания пластичного материаласоставляет 18 кг/см . Продавленныйв виде столбиков материал отрезается ножом на столбики длиной 20,9 мм.Сдозированный пластичный материалпоступает в барабан окатывания дляполучения сферической формы и далеена сушку Устройство работает следующим обрааом.Пластифицированный материал 6 перемещается по рабочей поверхности 5 Формующей решетки 2, выполненной в виде выступов 7 и впадин 8, упругими протирочными элементами 3 при помощи привода 32, вращающихся в направлении, показанном стрелкой. При этом упругие протирочные элементы при движении встречаются с гранулируемым пластичным материалом под некоторым углом , а,так как часть гранулируемого материала попадает под упругие протирочные элементы, отжимает их и под действием упругих сил проталкивается в отверстия 4 ре" щетки 2 в виде столбиков 33. Кроме того при взаимодействии упругих протирочных элементов с рабочей по" верхностью решетки они поднимаются по наклонным граням на выступ и падают с перпендикулярной к рабочей поверхности. грани впадины, увеличивая силу проталкивания гранулируемого материала. Продавленные через пер" форации 4 решетки 2 столбики мате" риала 33, отрезаются ножом 34 на порции одинаковой длины и далее поступают на окатывание, охлаждение или сушку.П р и м е р, Получают гранулы ф 10 мм из пластифицированной шихты термостойкого алюмоборосиликатного стекла оптического качества с пласти" ческой прочностью Р = 3 10 дин/см. Пластичная масса подается в корпус устройства для гранулирования, со 35 Производитель"ность,кг/см ф Размергранул,Усилияпродавливания,кг/см Размеротверстияумм Объект сравнения 5 х 5 0 5"10 15 100 20 9 8-10 20,9 Известное устройство с плоской формующей решеткой, рабочая поверхность которойгладкая Предлагаемое устройство с плоской Формующей решеткой, рабочая поверхность которой выполнена по Фиг.3 Результаты сравнителыных испытаний предлагаемого устройства и извест+ ного сведены в таблицу,. кг/смф Объект сравнения 20,9 8-10 5 х 5 20,9 9"10 18 150 18 20,9 9-10 150 Вщ То же, в котором ра" бочая. поверхность решетки выполнена по фиг.4 То же, в котором рабочая поверхность решеткивыполнена по фиг.5 . 5 х 5 То же, в котором рабочаяповерхность решетки выполнена по фиг,б,Из таблицы видно, что предлагаемые устройства по сравнению с.из-вестным позволяют улучшить качество гранулирования путем обеспечения однородного гранулометрического состава готовых гранул с отклонением их размеров в пределах 1-2 мм, уве" личить производительность устройства на 35-50 кгlч, осуществить процесс гранулирования пластичного материала с широким диапазоном, свойств по Продолжение таблицы пластической прочности и схватываемости материала без заглаживания рабочей поверхности формующей решетки и улучшить качество готовых гранул за счет уменьшения примесей в готовых гранулах от разрушения аппаратур- ного материала, так какт испоЛ 4 зуя эффект дополнительного усилия продавливания, можно уменьшить основное усилие продавливания гранулируемого материала через отверстия решетки.г1012963 Составитель В.ГоряиновРедактор Н.Рогулич Техред А.Бабинец киар оррек Под пис т к невв вещее щв Ужгород, ул, Проектная,иал ППП "Патен щщказ 2841/8 Тираж 535ВМИИПИ Государственного комитпо делам изобретений и113035, Москва, 3-35, .Раущскаее е евев вщ ССР тийю д