Прес-гранулятор

Реферат: Прес-гранулятор містить завантажувальну камеру, шнек зі змінним кроком лопатей, формувальну філь’єру і ножі для зрізування гранул, які встановлені з внутрішньої сторони філь’єри на валу шнека. UA 91381 U (12) UA 91381 U UA 91381 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії і може бути застосована для ефективного гранулювання подрібнених відходів, зокрема суміші відсівання агломерату крупністю до 3 мм, шламів і пилу, використовуваних для виробництва агломерату. Відомий прес-гранулятор шнековий вакуумний моделі СМК 502.00.00.000-07, що містить завантажувальну камеру, камеру підпресовування з підпресувальним пристроєм, шнек живильника, вакуумну камеру, формувальний шнек, формувальну філь'єру та електропривод, встановлені на станині [1]. Відоме устаткування має високу продуктивність (одинична потужність до 36 т/год., при діаметрі гранул 14-20 мм), середній бічний тиск у головці преса (2,0 МПа), надійність у роботі і відсутність холостого ходу. Прес придатний для гранулювання рудних матеріалів невисокої вологості з використанням в'язких, що не викликають налипання на робочі поверхні шнеків. Гранули виходять міцнішими через відсмоктування затисненого між частками повітря, що видаляється крізь вакуум-камеру. Недоліками преса цієї конструкції є підвищений розмір гранул (діаметр 14-20 мм при заданому 5-8 мм, максимум - до 10 мм), недостатньо ефективне гранулювання шламових сумішей з включеннями часток крупністю до 3 мм через забивання отворів філь'єри внаслідок випадкового попадання більш крупних часток або формування пробок над отворами філь'єри. Крім цього стержні, які виходять з отворів, утворюються нескінченної довжини, що вимагає установки додаткового пристрою, що розрізає стержні упоперек на мірні довжини після їх виходу з філь'єри. Відомий прес-гранулятор шнековий вакуумний для виготовлення гранул діаметром 10-20 мм, що виготовляється на базі преса УСМ 50 і містить завантажувальну камеру, камеру підпресовування з підпресувальним пристроєм, шнек живильника, вакуумну камеру, формувальний шнек і філь'єру, що формує, та електропривод, встановлені на станині [2]. Відоме устаткування має високу продуктивність (одинична потужність 40 т/год.), підвищений бічний тиск у головці преса (3,0 МПа), надійність у роботі та відсутність холостого ходу. Прес придатний для гранулювання рудних сумішей невисокої вологості з використанням в'язких, що не викликають налипання на робочі поверхні шнеків. Гранули виходять міцнішими через видалення затисненого повітря крізь вакуум-камеру. Недоліками преса цієї конструкції при гранулюванні шламових сумішей із включеннями крупних часток являються підвищений розмір гранул (діаметр 18-20 мм при заданому 5-8 мм, максимум - до 10 мм), випадкове забивання отворів філь'єри крупними частками та установка із зовнішнього боку філь'єри різального пристрою, що розділяє стержні на мірні довжини після їх видачі. Найбільш близьким до корисної моделі по технічній суті та результату, який досягається, являється прес-гранулятор, що містить завантажувальну камеру, шнек зі змінним кроком лопатей, що формує філь'єру і ножі для зрізання гранул [3]. Відомий прес-гранулятор шнековий моделі У CM 12 має задовільну продуктивність (одинична потужність 31,5 т/год.; діаметр гранул 10-20 мм, при необхідності діаметр гранул може бути понижений до 5-8 мм), простоту пристрою і високу надійність у роботі при гранулюванні пластичних матеріалів, наприклад, керамічних мас, за адгезійними і когезійними властивостями подібних до подрібненої металургійної сировини. Конструкція головки преса передбачає установку із зовнішнього боку філь'єри ножів, що знімає питання, пов'язані з розрізанням на мірні довжини стержнів, які виходять з отворів філь'єри нескінченної довжини. Недоліками цієї конструкції преса при гранулюванні матеріалів із заданими включеннями крупних часток типу відсівання агломерату розміром до 3 мм являється можливість забивання отворів філь'єри внаслідок випадкового попадання більш крупних часток або формування з них пробок у вигляді куполів і арок перед отворами філь'єри, що погіршує процеси екструзії, а також можливе налипання гранул на ножі, встановлені із зовнішнього боку філь'єри, при збільшенні вологості екструдованої суміші. Зупинка преса-гранулятора на трудомістке очищення істотно знижує ефективність його роботи, що неприйнятно для безперервного виробництва. Крім цього гранули виходять менш щільними і міцними через наявність у них повітря, затисненого між частками пресованого матеріалу, а також невисокого пресуючого тиску (бічний тиск у головці преса 1,6 МПа). В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення преса-гранулятора, в якому за рахунок зміни розташування додаткових елементів досягається виготовлення гранул заданого розміру і міцності. Для вирішення поставленої задачі в пресі-грануляторі, що містить завантажувальну камеру, шнек зі змінним кроком лопатей, формувальну філь'єру та ножі для зрізування гранул, відповідно до корисної моделі ножі встановлені з внутрішньої сторони філь'єри на валу шнека. 1 UA 91381 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Необхідність вище перелічених конструктивних особливостей обумовлено тим, що розширення функціональних можливостей преса-гранулятора припускає з'єднання чотирьох різних технологічних операцій, здійснюваних різними способами і механізмами: - усунення випадків забивання отворів філь'єри, викликаного формуванням куполів і арок перед отворами філь'єри шляхом прочищення отворів вручну; - руйнування застійних зон, що виникають в центрі філь'єри, навпроти торця вала, що сприяє активації екструзії; - розділення стержнів на мірні довжини для формування гранул потрібної довжини, що досягається порушенням суцільності екструдованої шихти перед філь'єра і послаблення в ній внутрішніх зв'язків за рахунок повітря, що виділяється з ущільнюваного масиву і поступає в розрізи. При цьому повітря служить прокладенням, перешкоджаючи щільному контакту і злипанню розірваного суцільного екструдованого стовпа шихти. Подібний ефект має місце при пресуванні брикетів у штемпельному пресі, в пресуючій камері якого навіть при тиску 150 МПа міцного злипання брикетів не відбувається; - поліпшення видалення затисненого між частками повітря, яке, проникаючи в розрізи, віддаляється разом з гранулами, що формуються, через отвори філь'єри. Відмітимо, що зовнішня схожість форми і принципу дії ножів, встановлених у пресігрануляторі і м'ясорубці, є уявною, оскільки механізм їх роботи функціонально різний. Так, ніж м'ясорубки служить переважно для подрібнення, а ножі преса-гранулятора здійснюють чотири різних технологічних операції, суть яких описана вище. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. Прес-гранулятор складається з корпусу 1, закріпленого на фундаменті з метою його фіксації в заданому положенні, завантажувальної камери 2, шнека 3 з кроком лопатей, що змінюється, формувальної філь'єри 4 і ножів 5, призначених для зрізування гранул і встановлених на шнековому валу 6 з внутрішньої сторони філь'єри 4. Кількість і розташування ножів визначається емпірично, оскільки обумовлюється необхідною довжиною гранул, а також усадкою шихти при її пресуванні. Для підтвердження істотності і працездатності запропонованих конструктивних особливостей устаткування і виявлення істотних переваг порівняно з головним аналогом на лабораторній моделі преса-гранулятора, відтворюючій основні вузли і облаштування промислового преса, було проведено експериментальні дослідження процесів екструзії, виявлені особливості виготовлення гранул і визначений вплив на технічний результат гранулювання і міцність гранул. Діаметр циліндричних отворів філь'єри склав 6 мм Прийнята тривалість роботи преса, впродовж якої виявляються порушення в роботі - 1 год. Мінімально допустима міцність гранул розміром 6 мм повинна складати 6 Н [4, с. 67]. Для виготовлення гранул вибрані дві трикомпонентні суміші, що складаються з відсівання повернення агломерату з розміром часток менше 3 мм, вапняного пилу печей випалення вапняку з розміром часток менше 0,05 мм і сталеплавильного шламу крупністю часток менше 0,07 мм, що узяті в співвідношенні 2:1:1 (суміш № 1) і 5:1:1 (суміш № 2), що використовуються при підготовці шихти до агломерації. Як критерії ефективності роботи преса-гранулятора вибрані наступні показники: - кількість зупинок через забивання отворів філь'єри; - продуктивність установки; - середній еквівалентний розмір гранул; - середня міцність виготовлених гранул. Результати проведених випробувань представлені в таблиці. 2 UA 91381 U Таблиця Порівняльна таблиця результатів гранулювання сумішей, виготовлених на різних пристроях Показник Пристрій для отримання гранул Номер суміші 1. Кількість зупинок для очищення забитих окремих отворів філь'єри впродовж 1 год., од. 2. Продуктивність установки по гранулах, кг/год. те ж, % 3. Середній еквівалентний розмір гранул, мм 4. Середня міцність виготовлених гранул, Н те ж, % 5 10 15 20 25 30 Значення показника пристрій, що аналог №3 заявляється 1 2 1 2 1 2 48,0 46,5 100,0 96,9 5,9 5,0 5,6 5,2 100,0 100,0 51,3 50,7 106,9 105,6 5,7 5,2 6,3 5,8 112,5 111,5 З таблиці видно, що запропоновані конструктивні параметри розташування ножів перед філь'єрою (по напряму руху сировини) забезпечують безперешкодне проходження шихти і здійснюють задовільне очищення вхідних отворів філь'єри (зупинки для очищення отворів відсутні), знижують пресуючі зусилля і підвищують ефективність екструзії, забезпечуючи зростання продуктивності преса-гранулятора з 100,0-96,9 % до 106,9-105,6 %, тобто приріст складає 6,9-8,7 %, в середньому на 7,8 %. Середній еквівалентний розмір гранул практично не змінився; в той же час відзначається стійкий приріст середньої міцності гранул на 12,5-11,5 % (залежно від гранульованої сировини), в середньому на 12 %. Таким чином, зростання ефективності екструзії є значимим, а мета корисної моделі досягнута. Прес-гранулятор працює таким чином. Матеріал, що підлягає обробці безперервно подають у завантажувальну камеру 2, звідки під дією шнека 3, працюючого за принципом архімедового гвинта, приведеного в дію від шнекового вала 6, він просувається, ущільнюється і продавлюється крізь отвори формувальної філь'єри 4. Ножі 5, встановлені на шнековому валу 6, синхронно з ним обертові і розміщені перед філь'єрою 4 відділяють гранули, сформовані в отворах філь'єри, від пресованої маси, а в порожнини, що утворюються, надходить повітря, яке запобігає повторному злипанню і покращує витискування гранул. Застосування корисної моделі дозволить підвищити продуктивність преса-гранулятора на 7,8 % і збільшити міцність гранул на 12 %. Джерела інформації: 1. Пресс-гранулятор СМК 502.00.00.000-07: Технические характеристики. // http://www.рlіnfa.com. 2. Пресс-гранулятор на базе пресса УСМ 50: Технические характеристики. // http://www.plіnfa.соm. 3. Пресс-гранулятор УСМ 12: Технические характеристики. - http://www.plinfa.com, www.mashprom.com. 4. Кухарь А.С. Производство и качество агломерата / А.С. Кухарь, В.А. Мартыненко, В.П. Шевченко. - М.: Металлургия, 1977.-160 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Прес-гранулятор, що містить завантажувальну камеру, шнек зі змінним кроком лопатей, формувальну філь’єру і ножі для зрізування гранул, який відрізняється тим, що ножі встановлені з внутрішньої сторони філь’єри на валу шнека. 3 UA 91381 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4