Устройство для гранулирования пластичного материала

 

СС!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РИМ1УЬЛИК (!9) (3!) 3 0 В О1 J.2/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3238247/23-26 (22) 16. 01. 81 (46) 23.04.83. Бюл. И 15 (72) A.К,Мальцева, 3.К.Малашенко, В.И.Зелевский, В.Г. Лаврентьев и Л.А.Суздальцева (53) 66,099.2(088.8) (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ ИАТЕРИАЛОВ, преимущественно пластифицированной шихты термостойких стекол оптического качества, включающее корпус, формующую решетку и упругие протирочные элементы, о т л и ч а io щ е е с я тем, что, с целью повышения однородности гранулометрического состава готовых гранул и повышения производительности, на рабочей поверхности решетки выполнены ряды наклонных и перпендикулярных к ней плоскостей, образующих впадины и,выступы.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е с я тем, что глубина впадин более 0,3 мм.

1012/63

Изобретение относится к химическо-, му машиностроению и может быть ис пользовано в химической и в промышленности стройматериалов для гранулирования пластичных материалов, например пластифицированной шихты термостойких стекол оптического качества.

Известно устройство для гранулирования, представляющее собой сито протирочное, 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 íà бугорках сетки, образованных при. пере" плетении двух проволочек, и просеивания крошки в ячейки сетки.

Недостатком этого устройства явля- 20 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

cocTàBó. Кроме того, когда требуется большая производительность гранулирования, сита делают больших размеров. При этом прочность сетки недос-аточна, а если учесть, что пласти- З5 фицированная шихта 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- 5 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 гладкая

Порция 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 упругими протирочными элементами при встрече их с материалом под некоторым углом. При этом

Ф 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 решетку и упругие протирочные элементы, на рабочей поверхности решетки выпол чены ряды наклонных и перпендикуляр.ных 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 решетки

3 10 и эффект дополнительного усилия продавливания, возникающего при соскальзывании упругих протирочных элементов с выступов во впадины. Величина дополнительного усилия продавливания пластичного материала в отверстия решетки зависит как от глубины впадин так и от свойств материала упругих протирочных элементов. Глубина впадин определоется экспериментально в зависимости от пластической прочности гранулируемого материала, Pl 1О дин/см, величина которой для

% пластифицированной шихты термостойких влюмоборосиликатных стекол оптического качества составляет 1 7 ° IO 5 у

5 10 дин/см, и должна быть больше

0,3 мм.

Перечисленные факторы предотвра-. щают заглаживание рабочей поверхности и забивание отверстий решетки, что обеспечивает однородный гранулометрический состав готовых гранул и постоянство производительности устройства для гранулирования пластичного материала, вплоть до расчетной, в течение длительного времени работы устройства.

На фиг.l показано устройство, в котором формующая решетка выполнена плоской, разрез; на фиг.2 - упругий протирочный элемент и формующая решетка, сечение А-А на фиг.l; на фиг.3 - плоская формующая решетка, на рабочей поверхности которой вы-полнены ряды параллельных наклонных и параллельных т1ерпендикулярных к ней плоскостей, в аксонометрии; на фиг.4 - то же, с выполнением на рабочей поверхности решетки допол" нительных рядов параллельных плоскостей, перпендикулярных первому ряду плоскостей; на. фиг.5 - то же, с выполнением на рабочей поверхности решетки рядов параллельных наклонных секторных и перпендикулярных к ней радиальных плоскостей; на фиг.6 -,, то же, с выполнением на рабочей йоверхности решетки дополнительных рядов параллельных наклонных кольцевых и перпендикулярных к ней параллельных кольцевых плос- костей„ на фиг.7 - цилиндрическая" формующая решетка, на рабочей поверхности которой выполнены ряды наклонных и перпендикулярных к ней плоскостей, в аксонометрии. устройство для гранулирования пластичного материала содержит е

12963 4 корпус 1, формующую решетку 2 и упругие протирочные элементы 3.

Отверстия 4 решетки 2 выполнены тре-а буемого профиля, например квадратные, круглые, одного диаметра по толщине Оеееткн (гладкого секенне, ступенчатого сечения (фиг. 23 и другие в зависимости от свойств пластичного материала и требований к готовым гра10 нулам, расположенные в направлении движения материала, показанного стрелкой. Рабочая поверхность 5 форФ мующеи решетки 2, которая соприкасается с гранулируемым пластичным мате-. риалом 6 и упругими протирочными " элементами 3, выполнена в виде высту пов 7 и впадин 8, образованных рядом параллельных наклонных плоскостей 9 и параллельных перпендикулярных плос26 кост и 10 к рабочей поверхности ре-i ветки (фиг.3). При этом одна сторона площадки ll выступа 7 сопряжена с наклонной гранью 12 впадины 8, образующейся при выполнении отверстий 4

2S в решетке,.а другая. - с перпендикулярной к рабочей поверхности гранью

13. Ширина площадки 11 выступа 7 определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярных к рабочей

Эо поверхности решетки плоскостей l0 и размером отверстий 4 решетки. Площадка 11 может отсутствовать. Глубина снижения параллельных наклонных граней

12 впадин 8 к соседнему выступу 7 определяет размер перпендикулярной к рабочей поверхности решетки грани 13 или высоту, с которой упругий протирочный элемент соскальзывает во впа-дину, т.е. величину дополнительного усилия продавливания гранулируемого: материала 6 в отверстии 4 решетки 2.

Вторым вариантом рабочей поверхности 5 формуащей решетки 2 является рабо= oo-я поверхность, на которой выполнены выступы 7 и впадины 8 (фиг.4 ), образованные дополнительным рядом параллельных наклонных 14 и параллельных перпендикулярных 15 к рабочей поверхности плоскостей при пересечении их с первым рядом параллельных

50 наклонных 9 и параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности плос" костей. При этом две смежные стороньг, лощадки 16 выступа 7 сопряжены с двумя наклонными гранями 12 и 17 впадин 8, образуоцихся при выполнении отверстий 4 в решетке, а две другиес двумя перпендикулярными к рабочей поверхности гранями 13 и 18. Сторона

S 10129 площадки 16 выступа 7 определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности решетки плоскостей 1О и 15 и размером отверстий решетки. 5

Описанная ориентация конструктивных элементов двух вариантов рабочей поверхности формующей решетки, ее выступов и впадин, предполагает преи" мущественное применеНие при возврат- 0 но-поступательном движении упругих протирочных элементов. При этом достигается двойной эффект - эффект

"срезания" гранулируемого материала на выступах, что предотвращает загла- 5 живание рабочей поверхности, и эффект дополнительного усилия продавливания гранулируемого материала через отверстия решетки. В алучае 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), обра;-:oâà÷íûe рядом 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 выполнении отверстий 4 в решетке, а другая - с перпендикулярной 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- 40 рения параллепьних наклонных к рабочей Говерхности 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 0 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 б кольцевых 24 и параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности кольцевых 25 плоскостей при пересе" чении их с первым рядом параллельных наклонных секторных 19 и перпендику лярных к рабочей поверхности радиальных 20 плоскостей. При этом две смежные стороны площадки 26 выступа 7 сопряжены с двумя наклонными гранями

22 и 27 впадин 8, образующихся при выполнении отверстий 4 в решетке, а две другие - с двумя перпендикулярными к рабочей поверхности гранями 23 и 28. Одна из сторон площадки 26 выступа 7определяется разницей между шагом параллельных перпендикулярных к рабочей поверхности кольцевых 25 плоскостей и размером отверстия 4 решетки, а другая сторона - разницей между угловым шагом перпендикулярных к рабочей поверхности радиальных 20 плоскостей 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 формующей решетки, 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 продавливания гранупируемого материала через отверстия решетки. В случае же возвратнопоступательного движения упругих протирочных элементов достигается Ьффект "срезания" гранулируемого материала на выступах.

Кроме того формующая решетка, на рабочей поверхности которой имеются выступы 7 и впадины 8, мо> ет быть выполнена цилиндрической (фиг, 7 и других форм. При этом выступы 7 и впадины 8 рабочей поверхности 5 решетки также выполнены рядами наклонных

29 и перпендикулярных 30 к ней плоскостей, размещены на цилиндрической ,31 или других образующих рабочей поверхности формующей решетки. Причем рабочая поверхность, в E. äå выступов и впадин HoNGò Ьыть выполнгна как на наружной стороне цилиндра или других форм решетки, так и на внутренней.

12963 8 держащего плоскую формующую решетку, с рабочей поверхностью, выполненной ,как показано,на фиг.3 - 6, с размером отверстий 5х5 мм и глубиной впадин, равной 1,5 мм. При вращении упругих протирочных элементов, выполненных из резины тип 1 по ТУ38-105-116-70, со скоростью 37,5 об/мин пластичный материал продавливается в отверстия

10 решетки с усилием продавливания

15 кг/см0. при рабочей поверхности решетки выполненной по фиг.3 и 4.

При этом за счет наличия эффекта

"срезания" пластичного материала

15 на выступах решетки предотвращают заглаживание рабочей поверхности, т ° е. получают постоянную производительность устройства.

При продавливании пластичного ма20 териала упругими протирочными. элементами при взаимодействии их с рабочей поверхностью, выполненной по фиг.5 и 6, к эффекту "срезания" добавляется эффект дополнительного д усилия продавливания,.которое составляет 3 кг/см т.е. общее усилие продавливания пластичного материала составляет 18 кг/см . Продавленный в виде столбиков материал отрезается ножом на столбики длиной 20,9 мм.

Сдозированный пластичный материал поступает в барабан окатывания для получения сферической формы и далее на сушку °

Устройство работает следующим обраеом.

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

HeKoTopblM углом aL а,так как часть гранулируемого материала попадает под упругие протирочные элементы, отжимает их и под действием упругих сил проталкивается в отверстия 4 решетки 2 в виде столбиков 33. Кроме того при взаимодействии упругих протирочных элементов с рабочей поверхностью решетки они поднимаются по наклонным граням на выступ и падают с перпендикулярной к рабочей поверхности. грани впадины, увеличивая силу проталкивания гранулируемого материала. Продавленные через перфорации 4 решетки 2 столбики мате" риала 33, отрезаются ножом 34 на порции одинаковой длины и далее поступают на окатывание, охлаждение или сушку.

Пример, Получают гранулы ф 10 мм из пластифицированной шихты термостойкого алюмоборосиликатного стекла оптического качества с пластической прочностью Р = 3 .10 дин/см .

Пластичная масса подается в корпус устройства для гранулирования, со35

Производительность, кг/cM

Размер гранул, Усилия продавливания, кг/см

Размер отверстия мм

Объект сравнения

5х5

О, 5-10

100

20,9

135

8-10

20,9

Известное устройство с плоской формующей . решеткой, рабочая поверхность которой гладкая

Предлагаемое устройство с плоской формуащей решеткой, рабочая поверхность которой выполнена по фиг.3

Результаты сравнителыных испытаний предлагаемого устройства и извест+ ного сведены в таблицу.

1012963

Размер гранул, мм

Длина отрезки материала, мм

Размер отверстия, мм

Произво" дительность кг/см

Усилия продавливания, . кг/см

Объект сравнения

20,9 8-10

135

5х5

20,9 9-10

150

20,9 9-10

150

5х5

То же, в котором рабочая. поверхность решетки выполнена по фиг.4

То же, в котором рабочая поверхность решетки выполнена по фиг 5 . 5х5

То же, в котором рабочая поверхность 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, увеличить производительность устройства на 35-50 кг/ч, 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 аппаратурного материала, так как испоЛ4зуя эффект дополнительного усилия ripoдавливания, можно уменьшить основное усилие продавливания гранулируемого материала через отверстия решетки.

3012963

1012963

1012963

Составитель В. Горяинова

Техред А.Бабинец

Корректор С.Векмар

Редактор Н.Рогулич

Подписное Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 2841/8 Тираж 535

ЙпИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Рауаская наб., д. 4/5