Кондиційна установка для гранул

Реферат: Даний винахід належить до кондиційної установки для гранульованого матеріалу для оптимізації розмірів гранул гранульованих матеріалів, що містить два диски (1, 2), які виконані із можливістю обертання один відносно одного і які розташовані в цілому паралельно один до одного, вхідний отвір для гранульованого матеріалу, крізь який гранульований матеріал може проходити до кондиційної установки в кільцевий паз (7) між двома дисками, та уловлювальний контейнер (10) для приймання гранульованого матеріалу, який виходить із паза між двома дисками під дією відцентрової сили. Згідно із винаходом, передбачено, що уловлювальний контейнер (10) має еластичну перегородку (11), причому перегородка віднесена щонайменше на певних частинах від стінки уловлювального контейнера та обмежує траєкторію гранульованого матеріалу, що виходить із паза. UA 114559 C2 (12) UA 114559 C2 UA 114559 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до кондиційної установки для гранульованого матеріалу для оптимізації розмірів гранул гранульованих матеріалів. Зокрема у технічній кераміці потребуються керамічні гранульовані матеріали із високим ступенем сипучості. Отже, розміри гранул повинні знаходитися у заздалегідь визначеному діапазоні розмірів гранул. Пропорції гранульованих матеріалів як і з надмірно великими розмірами гранул, так і з надмірно малими розмірами гранул, часто є небажаними. Способом одержання гранульованих матеріалів у технічній кераміці, який найчастіше зустрічається, є розпилювальна сушка. З цією метою дрібні порошки змішують із рідиною для формування суспензії. Потім її гранулюють у розпилювальній сушарці, тобто, суспензію розпилюють за допомогою соплової системи або центрифугальних дисків у гарячій атмосфері. Одержувані краплі висушують у сушильній кімнаті за допомогою гарячого повітря, яке проходить у протихід краплям. Частинки, що містяться у краплях, скупчуються разом та формують гранульовані матеріали. На залишкову вологу та розподіл розміру гранульованого матеріалу можна вплинути, між іншим, на основі геометрії сопла. Перевага цього способу, який розроблявся протягом десятиріч, полягає у високому виході гранульованого матеріалу у діапазоні 100–800 мкм. Недолік полягає у великій кількості рідини, яка необхідна для операції розпилювання, і яка спочатку повинна бути додана до твердих речовин, і яка потім повторно повинна бути практично повністю висушена. Альтернативним способом одержання гранульованих матеріалів є так звана агломерація з розростанням. У ньому початкові матеріали подають у вигляді частинок порошка до змішувача. Після додавання води та можливих органічних в'яжучих речовин, агломерати або гранульовані матеріали формуються за допомогою змішувального руху. Агломерація з розростанням суттєво економічно більш переважний, однак призводить до гіршого розподілу розміру гранул, оскільки великі гранули формуються дуже швидко з діаметрами суттєво більшими за 1000 мкм. Таким чином, гранульований матеріал повинен бути оброблений. Кондиційні установки для гранульованого матеріалу відомі, наприклад, із документу EP 1 070 543, у якому розміри гранул гранульованих матеріалів можуть бути зменшені. Вони мають елемент, який може обертатися відносно нерухомого корпусу, причому обертальний елемент має частини форми поверхні конусу. Між частинами форми поверхні конусу та нерухомим корпусом є паз, який проходить конічно у поперечному перерізі за рахунок кутів конусу, що відрізняються. Частинки гранульованого матеріалу, що підлягають обробці, пропускають крізь паз та подрібнюються ним. Вихідний паз розташований дуже близько до стінки корпусу. При використанні гранульованих матеріалів для технічної кераміки та, зокрема, по відношенню до гранульованих матеріалів, які були одержані за допомогою агломерації з розростанням та які, таким чином, в цілому мають вміст рідини від 10 до 15 % відразу після одержання, у кондиційних системах для гранульованих матеріалів, зокрема у зоні видалення та на нерухомому корпусі, часто трапляється, що великі агломерати та шматки прилипають один до іншого і стають переформованими, а також те, що такі агломерати та шматки суттєво несприятливо впливають на якість оптимізованого гранульованого матеріалу. Також відомі дискові дробарки, у яких використовуються два диски, які можуть обертатися відносно один одного та які розташовані в цілому паралельно один до одного, із зубчатим пристроєм на верхній стороні, причому матеріал, що підлягає подрібненню, вводиться до в цілому кільцевого пазу між двома дисками. За рахунок відносного обертального руху, де у цьому випадку загалом один із двох дисків не рухається, тоді як інший диск обертається навколо своєї осі, матеріал, що підлягає подрібненню, подрібнюється у пазі за допомогою зрізувальної дії на зубцях. Такі дискові дробарки не можуть бути використані для кондиціонування агломератів, утворених в результаті агломерації з зростанням, або гранульованих матеріалів, оскільки простори між зубцями засмічуються вологою та частинками і дробарка забивається. Звичайними галузями застосування таких типів дробарок є подрібнення сухих мінеральних сировинних матеріалів, пластичних матеріалів або паперових суспензій. Такі пристрої також не можуть бути застосовані для гранульованих матеріалів для технічної кераміки та, зокрема, для гранульованих матеріалів, які були одержані за допомогою агломерації з розростанням, та які, таким чином, загалом мають вільно змінювану вологість від 10 до 15 % відразу після одержання. Два диски дискових дробарок розташовані у корпусі, який в цілому тісно охоплює диски, для прийняття матеріалу, що виходить із пазу між двома дисками під дією відцентрової сили. Іншими словами, початкові компоненти подрібнюються за допомогою відносного руху двох дисків у пазі між двома дисками та викидаються назовні під дією відцентрової сили так, що вони б'ються об стінку уловлювального контейнеру. Якщо така дискова дробарка використовувалася 1 UA 114559 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для обробки гранульованих матеріалів, гранульований матеріал, що виходить із подрібнюючих дисків, залишиться прилиплим до жорсткої стінки корпусу, що у кінцевому результаті означає те, що гранули гранульованого матеріалу формують шматки так, що якість гранульованого матеріалу, що виходить із дискової дробарки, знову погіршується. Таким чином, виходячи із описаного рівня техніки, метою даного винаходу є забезпечення кондиційної установки для гранульованого матеріалу, у якій можуть оброблятися гранульовані матеріали, які були одержані за допомогою змішувача, що гранулює, із дрібного порошка із додаванням рідини та які мають вміст вологи у діапазоні від близько 10 до 15 %. Згідно із винаходом, ця мета досягається за рахунок кондиційної установки для гранульованого матеріалу, яка має конструкцію схожу на конструкцію дискової дробарки, тобто, має два диски, які обертаються один відносно одного та які розташовані в цілому паралельно один до одного, вхідний отвір для гранульованого матеріалу, крізь який до кондиційної установки у кільцевий паз між двома дисками може проходити гранульований матеріал, та уловлювальний контейнер для приймання гранульованого матеріалу, який виходить із пазу між двома дисками під дією відцентрової сили. Однак слід зазначити, що уловлювальний контейнер має еластичну перегородку, яка щонайменше частинами віднесена від стінки уловлювального контейнеру та розташована так, що вона обмежує траєкторію гранульованого матеріалу, який виходить із пазу. Іншими словами, еластичний матеріал утримується в уловлювальному контейнері так, що гранульовані матеріали, які виходять із кільцевого пазу під дією відцентрової сили, б'ються об еластичну перегородку. Оскільки перегородка знаходиться у певному просторі відносно стінки уловлювального контейнера, вона може відповідно рухатися, причому ймовірність приклеювання гранульованого матеріалу до еластичної перегородки суттєво знижується. В цілому, еластична перегородка може бути виконана із будь-якого еластичного матеріалу, зокрема, із будь-якого полімерного матеріалу, зокрема, із будь-якого еластомеру. Зокрема, еластична перегородка, переважно, містить поліуретан. У переважному варіанті здійснення, еластична перегородка розташована повністю навколо пари дисків. Це має перевагу у тому, що гранульований матеріал, який виходить в цілому по всій периферії диску, зіштовхується з еластичною перегородкою та звідти загалом падає в уловлювальний контейнер без прилипання. Було винайдено, щоб перегородка була, переважно, конусоподібної форми. У цьому випадку перегородка прилягає до одного з двох дисків по всій периферії, наскільки це можливо. У цьому відношенні, у переважному варіанті здійснення форма еластичної перегородки є o o o o такою, що еластична перегородка має кут від 15 до 75 , переважно від 25 до 65 , та найкраще, o o від 35 до 45 , з умовним радіальним подовженням кільцевого пазу. Результатом цього є те, що кульки гранульованого матеріалу, які виходять із кільцевого пазу, б'ються об еластичну перегородку в цілому під однаковим кутом. Більш конкретно, було винайдено, що надмірно великий кут биття не може запобігати прилипанню гранульованого матеріалу до еластичної перегородки. З надмірно малим кутом биття, уловлювальний контейнер повинен бути суттєво великим, що збільшує витрати на кондиційну установку для гранульованого матеріалу, що не пов'язане із додатковою користю. У переважному варіанті здійснення еластична перегородка має S-подібний поперечний переріз, тобто, вона має увігнуту область ближче до пазу та опуклу область, що прилягає до увігнутої області. Переважно, умовне радіальне подовження кільцевого пазу перетинає еластичну перегородку в цілому близько до з'єднання між увігнутою областю та опуклою областю. Додатково було винайдено, що еластична перегородка є в цілому гладкою щонайменше на стороні, що звернена до пазу, тобто, вона не має виступів, жолобів або ребер. У додатковому переважному варіанті здійснення обидва диски можуть обертатися навколо осі диску. Було винайдено, що така міра запобігає тому, що можливий вологий гранульований матеріал прилипає та забивається між дисками, тобто, у кільцевому пазі. Якщо обидва диски обертаються, вони повинні рухатися при різних швидкостях. Напрямок обертання обертальних дисків у цьому випадку може бути однаковим або протилежним напрямком. У переважному варіанті здійснення диск має центральний отвір, за допомогою якого може подаватися гранульований матеріал. Наприклад, диск, який має центральний отвір, може приводитися у рух порожнистим валом, через який до пазу може подаватися гранульований матеріал за допомогою центрального отвору. Наприклад, два диски можуть бути орієнтовані горизонтально. У цьому випадку верхній диск повинен мати центральний отвір, через який до пазу може подаватися гранульований матеріал під дією сили тяжіння. 2 UA 114559 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 З метою надання можливості регулювання розміру гранульованого матеріалу, у переважному варіанті здійснення забезпечений пристрій для регулювання ширини пазу. В особливо переважному варіанті здійснення регульований диск встановлений з можливістю регулювання за допомогою трьох точок монтажу так, що окрім ширини пазу також можна регулювати паралельності дисків відносно один одного за допомогою окремого регулювання точок монтажу. Тим не менш, якщо гранульований матеріал швидко прилипає та забиває кільцевий паз, у переважному варіанті здійснення забезпечений поворотний пристрій, за допомогою якого, диск, переважно, верхній диск, може обертатися навколо осі обертання, яка проходить паралельно площині пазу для забезпечення доступу до пазу. Потім прилипаний матеріал може бути видалений та кондиційна установка знову готова до експлуатації. Також переважно, якщо диски є в цілому плоскими на своїх поверхнях, що формують паз. Оскільки диски не мають будь-якого зубчастого пристрою, ймовірність відкладень додатково знижується. У додатковому особливо переважному варіанті здійснення кондиційна установка для гранульованого матеріалу розташована у тому ж корпусі, що і гранулювальний змішувач. Обидва компоненти разом формують пристрій для одержання оптимізованого гранульованого матеріалу. Додаткові переваги, особливості та можливі застосування даного винаходу стануть наочними із наступного опису переважного варіанту здійснення та супровідних фігур, на яких: на фіг. 1 представлений схематичний вигляд принципу дії кондиційної установки, та на фіг. 2 представлений поперечний переріз частини кондиційної установки згідно із винаходом. На фіг. 1 схематично зображений принцип дії кондиційної установки згідно із винаходом. Кондиційна установка має два обертальних диски 1, 2, які рухаються так, що вони обертаються один відносно одного. У проілюстрованому прикладі два диски рухаються у різних напрямках. Кільцевий паз 7 залишається між двома дисками. Верхній диск 2 приводиться за допомогою порожнистого валу 4, через який може подаватися гранульований матеріал, що підлягає оптимізації. Нижній диск 1 у центрі має центральний конус 5 та ряд лопаток 6. Гранульований матеріал, який проходить по порожнистому валу 4 між дисками під дією сили тяжіння, рухається радіально назовні за допомогою конуса 5 та лопаток 6 так, що він проходить у кільцевий паз 7 за допомогою кільцевого прискорення. У пазі гранульований матеріал подрібнюється доки він знову не виходить із кільцевого пазу 7 по його периферії. Буде видно, що кільцевий паз 7 має частину, що конічно звужується, яка розташована радіально, а також в середину, та частину, у якій паз залишається в цілому незмінним і яка прилягає до частини, що конічно звужується, так, що вона розташована радіально, а також назовні. Гранульований матеріал подрібнюється у частині, що конічно звужується, так, що після цього гранульований матеріал може бути перекочений до радіальної пазової частини, що прилягає назовні, яка має в цілому незмінну ширину паза. У якості альтернативи цьому, також можна забезпечити декілька частин, що конічно звужуються. Диски, що показані на фіг. 1, зазвичай встановлюються в уловлювальному контейнері. На фіг. 2 представлений варіант здійснення винаходу. На ньому зображений поперечний переріз кондиційної установки. Наскільки це можливо, використані ті ж самі посилання, що і на фіг. 1. Тут також гранульований матеріал може подаватися за допомогою порожнистого валу 4. Нижній диск 1 приводиться валом 8, тоді як верхній диск 2 приводиться порожнистим валом 4. Гранульований матеріал подрібнюється у кільцевому пазі 7 та радіально прискорюється обертальними дисками так, що він виходить із кільцевого пазу 7 по периферії та із незначною швидкістю. У відомих кондиційних установках гранульований матеріал, що виходить, б'ється об стінку корпусу, яка впритул оточує вихідний паз та подається звідти у напрямку викиду гранульованого матеріалу, наприклад, за допомогою обертальних очисних пальців. Зокрема, коли гранульований матеріал має середній вміст вологи, може, однак, трапитись, що гранульований матеріал, що виходить із кільцевого пазу 7 на великій швидкості, прилипає до стінки корпусу так, що там формуються скупчення гранульованого матеріалу, які потім можуть неконтрольовано відділятися від стінки. Шматки, які відділилися, містять малі гранули гранульованого матеріалу, які прилипають один до одного та які не можуть бути використані для подальшої обробки. Таким чином, кондиційна установка згідно із винаходом має еластичну перегородку 11, розташовану так, що гранули гранульованого матеріалу, що виходять із кільцевого пазу 7, спершу б'ються об еластичну перегородку 11. Еластична перегородка 11, яка у переважному 3 UA 114559 C2 5 10 15 20 25 30 35 варіанті здійснення є конусоподібною, розташована на відстані від стінки уловлювального контейнеру 10 так, що після биття гранульованих матеріалів вона коливається, що забезпечує суттєве зниження ймовірності того, що гранульований матеріал залишиться прилиплим до еластичної перегородки. Тим не менш, можливість прилипання окремих гранул гранульованого матеріалу до перегородки тут також не може бути виключена. Таким чином, перегородка розташована так, що гранули, що виходять із кільцевого пазу, зіштовхуються із еластичною перегородкою 11 в цілому під кутом биття від 40 до 50 градусів. Це має перевагу в тому, що гранула гранульованого матеріалу, яка вже прилипла до еластичної перегородки 11, не придавлюється до еластичної перегородки під дією наступної гранули, а переміщується по ній під дією наступної частинки, що в цілому має ефект, який полягає у тому, що гранула, яка прилипла до перегородки, відділяється та падає до уловлювального контейнеру 9. У особливо переважному варіанті здійснення еластична перегородка є в цілому S-подібною у поперечному перерізі, тобто, вона має опуклу область та прилягаючу увігнуту область, причому опукла область розташована ближче до кільцевого пазу 7. У цьому відношенні перегородка 11 розташована так, що гранульований матеріал, що виходить із паза, зіштовхується із перегородкою в цілому у близькості до з'єднання між увігнутою областю та опуклою областю. Для того, щоб уможливити регулювання розміру гранульованого матеріалу за рахунок зміни ширини кільцевого пазу 7, один із обертальних дисків 1 або 2 встановлений з можливістю регулювання висоти. Регулювання висоти пазу 12 може бути здійснено за допомогою точки монтажу або за допомогою кількох та переважно трьох точок монтажу так, що окрім ширини пазу, також можна регулювати паралельність дисків один відносно одного шляхом окремого регулювання точок монтажу. Периферійна швидкість щонайменше одного диску повинна бути більш, ніж 10 м/с та переважно більш, ніж 20 м/с. Коли диски приводяться, один диск повинен мати периферійну швидкість, яка на 10 % більше, ніж периферійна швидкість іншого диску. Перелік посилань 1 нижній диск 2 верхній диск 3 гранульований матеріал 4 порожнистий вал 5 конус 6 лопатки 7 кільцевий паз 8 вал 9 уловлювальний контейнер 10 стінка уловлювального контейнеру 11 перегородка 12 регулювання висоти пазу 40 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 1. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу для оптимізації розмірів гранул гранульованого матеріалу, що містить два диски, які виконані з можливістю обертання один відносно одного і які розташовані в цілому паралельно один до одного, вхідний отвір для гранульованого матеріалу, крізь який гранульований матеріал може проходити до кондиційної установки в кільцевий паз між двома дисками, та уловлювальний контейнер для приймання гранульованого матеріалу, який виходить із паза між двома дисками під дією відцентрової сили, яка відрізняється тим, що уловлювальний контейнер має еластичну перегородку, причому перегородка віднесена щонайменше частинами від стінки уловлювального контейнера та обмежує траєкторію гранульованого матеріалу, який виходить із паза. 2. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за п. 1, яка відрізняється тим, що еластична перегородка розташована так, що повністю оточує пару дисків. 3. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за п. 2, яка відрізняється тим, що перегородка має конусоподібну форму. 4. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що еластична перегородка має кут від 15° до 75°, переважно від 25° до 65°, та найкраще від 35° до 55° з умовним радіальним подовженням кільцевого паза. 4 UA 114559 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 5. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що еластична перегородка має S-подібний поперечний переріз, тобто увігнута область є ближчою до паза, а опукла область прилягає до увігнутої області, причому переважно умовне радіальне подовження кільцевого паза перетинає еластичну перегородку в цілому близько до з'єднання увігнутої області та опуклої області. 6. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що еластична перегородка є в цілому плоскою на стороні, звернутій в бік паза, тобто вона без виступів, жолобів або ребер. 7. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що обидва диски виконані з можливістю обертання навколо їхньої осі диска. 8. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що диск має центральний отвір, за допомогою якого може подаватися гранульований матеріал. 9. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за п. 8, яка відрізняється тим, що диск, який має центральний отвір, виконаний з можливістю приведення у рух порожнистим валом, через який до паза може подаватися гранульований матеріал за допомогою центрального отвору. 10. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що передбачений пристрій для регулювання ширини паза, причому переважно пристрій виконаний так, що паралельність дисків відносно один одного може регулюватися ним. 11. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що два диски орієнтовані горизонтально, причому переважно у ній забезпечений поворотний пристрій, за допомогою якого диск, найкраще верхній диск, може обертатися навколо осі обертання, що проходить паралельно площині паза. 12. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-11, яка відрізняється тим, що кільцевий паз має одну або кілька частин, які є конічними у поперечному перерізі. 13. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що щонайменше один диск приводять в дію при периферійній швидкості більш ніж 10 м/с, переважно більш ніж 20 м/с, причому переважно коли обидва диски рухаються, периферійні швидкості обох дисків відрізняються та переважно периферійна швидкість одного диска щонайменше на 10 % більша за периферійну швидкість іншого диска. 14. Кондиційна установка для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-13, яка відрізняється тим, що диски є в цілому плоскими на своїх поверхнях, які формують паз. 15. Пристрій для виготовлення оптимізованого гранульованого матеріалу, що містить корпус, у якому розташований гранулювальний змішувач для одержання гранульованого матеріалу із порошків та переважно рідини, та кондиційну установку для гранульованого матеріалу за одним з пп. 1-14. 5 UA 114559 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6