Спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу
Формула / Реферат
1. Спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу зі зменшенням середнього розміру часток сипкого порошкового матеріалу та збільшенням площини поверхні за БЕТ, який містить наступні операції:
принаймні часткове замикання сипкого порошкового матеріалу в зоні ущільнення, і
механічне інтенсивне перемішування замкненого в зоні ущільнення сипкого порошкового матеріалу без суттєвої флюїдизації сипкого порошкового матеріалу та без утворення будь-яких стабільних порожнин в сипкому порошковому матеріалі, де перемішування здійснюють за допомогою принаймні двох видовжених елементів, що обертаються, заглиблених в замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріал, причому кожний з елементів, що обертаються, має вісь обертання і містить множину розташованих з проміжками по осі засобів для перемішування, які виступають назовні в перпендикулярному напрямку від відповідної осі обертання, при цьому елементи, що обертаються, зміщені в поперечному напрямку і розташовані один над одним, що забезпечує ущільнення сипкого порошкового матеріалу.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подачу сипкого порошкового матеріалу, який підлягає ущільненню, здійснюють в напрямку, перпендикулярному до осей обертання елементів, що обертаються, повз елементи, що обертаються.
3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що принаймні два елементи, що обертаються, які розташовані один над одним, обертаються в одному й тому ж напрямку.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що принаймні два елементи, що обертаються, розташовані поруч один з одним.
5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що принаймні два елементи, що обертаються, які розташовані поруч один з одним, обертаються в протилежних напрямках.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріалі має вертикальний градієнт об'ємної щільності, причому найбільшу об'ємну щільність має матеріал в основі зони.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що елементи, що обертаються, розташовані на різних висотах та обертаються з різними швидкостями.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що осі обертання елементів, що обертаються, розташовані головним чином паралельно одна до одної і головним чином горизонтально.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що ущільнення сипкого порошкового матеріалу здійснюють безперервно, при цьому сипкий порошковий матеріал подають зверху від елементів, що обертаються, а ущільнений сипкий порошковий матеріал вивантажують знизу від елементів, що обертаються.
10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що механічне перемішування сипкого порошкового матеріалу здійснюють в присутності агента ущільнення.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що агентом ущільнення є рідина на водній основі.
12. Спосіб за будь-яким з пп. 10, 11, який відрізняється тим, що середня концентрація агента ущільнення в ущільненому сипкому порошковому матеріалі є меншою, ніж середня концентрація агента ущільнення в сипкому порошковому матеріалі, який підлягає ущільненню.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 10-12, який відрізняється тим, що під час механічного перемішування здійснюють нагрівання сипкого порошкового матеріалу, при цьому принаймні частину агента ущільнення випаровують і видаляють із сипкого порошкового матеріалу, який підлягає ущільненню, або із ущільненого сипкого порошкового матеріалу.
Текст
1. Спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу зі зменшенням середнього розміру часток сипкого порошкового матеріалу та збільшенням площини поверхні за БЕТ, який містить наступні операції: принаймні часткове замикання сипкого порошкового матеріалу в зоні ущільнення, і механічне інтенсивне перемішування замкненого в зоні ущільнення сипкого порошкового матеріалу без суттєвої флюїдизації сипкого порошкового матеріалу та без утворення будь-яких стабільних порожнин в сипкому порошковому матеріалі, де перемішування здійснюють за допомогою принаймні двох видовжених елементів, що обертаються, заглиблених в замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріал, причому кожний з елементів, що обертаються, має вісь обертання і містить множину розташованих з проміжками по осі засобів для перемішування, які виступають назовні в перпендикулярному напрямку від відповідної осі обертання, при цьому елементи, що обертаються, зміщені в поперечному напрямку і розташовані один над одним, що забезпечує ущільнення сипкого порошкового матеріалу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що подачу сипкого порошкового матеріалу, який підлягає ущільненню, здійснюють в напрямку, перпен 2 (19) 1 3 87817 4 агента ущільнення в сипкому порошковому матеріалі, який підлягає ущільненню. 13. Спосіб за будь-яким з пп. 10-12, який відрізняється тим, що під час механічного перемішування здійснюють нагрівання сипкого порошкового мате ріалу, при цьому принаймні частину агента ущільнення випаровують і видаляють із сипкого порошкового матеріалу, який підлягає ущільненню, або із ущільненого сипкого порошкового матеріалу. Даний винахід стосується ущільнення сипкого порошкового матеріалу. Більш конкретно він стосується способу та пристрою для ущільнення сипкого порошкового матеріалу. Згідно з першим аспектом цього винаходу пропонується спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу, причому вказаний спосіб передбачає принаймні часткове замикання сипкого порошкового матеріалу в зоні ущільнення; і механічне інтенсивне перемішування замкненого в зоні ущільнення сипкого порошкового матеріалу за допомогою принаймні двох видовжених елементів, що обертаються, які заглиблені в замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріал, щоб забезпечити менший (більш дрібний) середній розмір часток і збільшену BET площину поверхні, причому кожний з елементів, що обертається, має вісь обертання і містить множину розташованих з проміжками по осі засобів (вузлів, деталей) для перемішування, які виступають назовні в перпендикулярному напрямку від відповідної осі обертання, при цьому елементи, що обертаються, зміщені в поперечному напрямку і розташовані один над одним, завдяки чому забезпечується ущільнення сипкого порошкового матеріалу. Дія заглиблених в матеріал елементів, що обертаються, і засобів для перемішування полягає не тільки в стисненні сипкого порошкового матеріалу, але й в механічному інтенсивному перемішуванні замкненого в зоні ущільнення сипкого порошкового матеріалу без суттєвої флюїдизації сипкого порошкового матеріалу, а також без утворення будь-яких стабільних порожнин в сипкому порошковому матеріалі. Зазвичай, кожний елемент, що обертається, є заглибленим в замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріал. Іншими словами, зазвичай є стовп (об'єм) сипкого порошкового матеріалу над усіма елементами, що обертаються. Спосіб може включати подачу сипкого порошкового матеріалу, що підлягає ущільненню, в напрямку, який є перпендикулярним осям обертання елементів, що обертаються, повз елементів, що обертаються. Принаймні два елементи, що обертаються і розташовані один над одним, можуть обертатися в одному й тому ж напрямку. Принаймні два видовжені елементи, що обертаються, в кращому варіанті розташовані поруч один одного. Коли принаймні два елементи, що обертаються, розташовані поруч один одного, вони можуть обертатися в протилежних напрямках. В замкненому в зоні ущільнення сипкому порошковому матеріалі може бути встановлений градієнт об'ємної густини, причому найбільша об'ємна густина є в основі зони. Сипкий порошковий матеріал може бути принаймні частково замкненим в зоні ущільнення так, що залишається вільний простір на замкненим в зоні ущільнення сипким порошковим матеріалом, причому сипкий порошковий матеріал, що перемішується, може займати принаймні частину вільного простору під час перемішування. Осі обертання елементів, що обертаються, зазвичай розташовані головним чином паралельно одна одній. Осі обертання переважно простираються в боковому напрямку (до бічних сторін резервуара), наприклад, є головним чином горизонтальними. Сипкий порошковий матеріал може бути принаймні частково замкнений в резервуарі. Елементи, що обертаються, можуть обертатися таким чином, що точка на крайньому радіально зовнішньому периметрі елемента, що обертається, заглибленого в сипкий порошковий матеріал, рухається зі швидкістю приблизно від 3м/с до 100м/с, а краще приблизно від 20м/с до 23м/с. Замикання в обмежений об'єм сипкого порошкового матеріалу може включати подачу сипкого порошкового матеріалу в резервуар. В результаті, увесь об'єм сипкого порошкового матеріалу може бути ущільненим всередині резервуара, що дозволяє одержати однорідний об'єм порошкового матеріалу, який має однакову об'ємну густину всередині резервуара. Спосіб може включати створення вібрацій резервуара для запобігання агломерації або утворення осаду або злежування порошкового матеріалу на внутрішніх поверхнях резервуара. Спосіб може включати видалення летких часток ущільненого сипкого порошкового матеріалу з резервуару. Слід мати на увазі, що спосіб може здійснюватись безперервно або з перервами, при цьому вивантаження ущільненого сипкого порошкового матеріалу із резервуару та подачу сипкого порошкового матеріалу в резервуар здійснюють періодично або керованим чином (безперервно). Таким чином, сипкий порошковий матеріал може безперервно надходити в резервуар, а ущільнений сипкий порошковий матеріал може безперервно вивантажуватись з резервуару, причому весь об'єм сипкого порошкового матеріалу всередині резервуару має, в умовах сталого стану, головним чином більш високу середню об'ємну густину, ніж сипкий порошковий матеріал, що надходить в резервуар. Відповідно з першим варіантом здійснення даного винаходу сипкий порошковий матеріал ущільнюють безперервним чином, при цьому сипкий 5 порошковий матеріал подають зверху від елементів, що обертаються, а ущільнений порошковий матеріал вивантажують знизу від елементів, що обертаються. Спосіб може включати вимірювання або визначення об'ємної густини ущільненого порошкового матеріалу, до його вивантажування з резервуару. Альтернативно, спосіб може включати вимірювання або визначення об'ємної густини ущільненого порошкового матеріалу після його вивантажування з резервуару або під час перемішування сипкого порошкового матеріалу, наприклад шляхом вимірювання електричного струму електродвигуна (або електродвигунів), який використовують для обертання елементів, що обертаються. Елементи, що обертаються, можуть обертатись з кутовою швидкістю від 100об/хв. до 3500об/хв. Елементи, що обертаються, переважно обертаються з кутовою швидкістю від 500об/хв. до 1000об/хв. Відповідно з кращим варіантом здійснення винаходу, елементи, що обертаються, переважно обертаються з кутовою швидкістю від 700об/хв. до 800об/хв., наприклад, близько 732об/хв. Сипкий порошковий матеріал до його ущільнення може мати середній розмір часток менше ніж 1мм. Зазвичай сипкий порошковий матеріал має середній розмір часток менше ніж 0,5мм, і навіть менше ніж 1мкм, наприклад, біля 0,15мкм. Спосіб може включати видаленні пилу з резервуару. Відношення об'ємної густини порошкового матеріалу до його ущільнення до об'ємної густини плинного ущільненого порошкового матеріалу може складати принаймні 2:3. Краще, якщо відношення об'ємної густини порошкового матеріалу до його ущільнення до об'ємної густини плинного ущільненого порошкового матеріалу складає принаймні 1:5, в залежності від об'ємної густини порошкового матеріалу до його ущільнення і виду порошкового матеріалу. Це відношення може досягати таких великих значень як 1:10, або ще більше, наприклад 1:12, в залежності від об'ємної густини порошкового матеріалу до його ущільнення і виду порошкового матеріалу. Механічне перемішування сипкого порошкового матеріалу може бути здійсненим в присутності агента ущільнення. Агент ущільнення є присутнім у досить малих кількостях для забезпечення того, щоб ущільнений сипкий порошковий матеріал залишався плинним і по суті сухим, і, таким чином, щоб не утворював тістоподібну масу, пасту, суспензію і т.п. Агентом ущільнення може бути полярна рідина. Згідно з кращим варіантом здійснення винаходу агент ущільнення являє собою рідину на водній основі, наприклад воду або пом'якшену воду. Коли агентом ущільнення є рідина на водній основі, сипкий матеріал, до його ущільнення або на протязі ущільнення, може містити воду з концентрацією по масі, що знаходиться в діапазоні з нижньою границею приблизно 0,5%. Але нижня границя може бути такою низькою, як приблизно 0,45%, або навіть такою низькою, як приблизно 87817 6 0,4%. Верхня границя діапазону може бути високою, приблизно 10%, або навіть і вище, і складати приблизно 15%, і навіть 20%. Але слід мати на увазі, що вид сипкого матеріалу, що підлягає ущільненню, може впливати на ефективний діапазон, в якому може бути використаний водний агент ущільнення. Наведені вище діапазони є бажаними для ущільнення мікрокремнезема, такого як тверді частки кремнезему. Сипким порошковим матеріалом може бути гігроскопічний матеріал. Сипким порошковим матеріалом може бути мікро кремнезем, наприклад плавлений кварц, кремнезем, що випав в осад, колоїдний кремнезем або силікагель. Сипкий порошковий матеріал може бути також вибраний з групи, до якої входять вуглецева сажа, вугілля, зольний пил, каолін і мета каолін. Крім того сипкий порошковий матеріал може бути вибраний з групи, до якої входять Mn2O3, Mn3O4, V2O5, оксид алюмінію (глинозем), боксит, цемент та шлак. Коли сипким порошковим матеріалом є кремнезем, він може мати розмір часток менше ніж 0,5мкм, а зазвичай менше ніж 0,2мкм. Можна очікувати, що даний винахід знайде особливе (хоча й не виключне) застосування в ущільненні так званих твердих часток кремнезему. Спосіб може включати додавання агента ущільнення в сипкий порошковий матеріал до або під час механічного перемішування сипкого порошкового матеріалу. Спосіб може включати створення умов для зниження концентрації агента ущільнення під час або після механічного перемішування сипкого порошкового матеріалу. Таким чином, середня концентрація агента ущільнення в ущільненому сипкому порошковому матеріалі може бути меншою, ніж середня концентрація агента ущільнення в сипкому порошковому матеріалі, що підлягає ущільненню. Спосіб може включати створення умов для нагрівання сипкого порошкового матеріалу під час механічного перемішування, при цьому принаймні частина агента ущільнення випаровується і видаляється з сипкого порошкового матеріалу, що підлягає ущільненню, або з ущільненого сипкого порошкового матеріалу. Відповідно з одним з варіантів здійснення даного винаходу, коли агентом ущільнення є рідина на водяній основі, сипкий порошковий матеріал може містити воду у своєму об'ємі, або вода може бути додана в сипкий порошковий матеріал, причому концентрація води складає більше 4% мас, наприклад, від 4% до 8% мас, при цьому ущільнений сипкий порошковий матеріал містить менш ніж 3% мас. води. Відповідно з другим варіантом здійснення цього винаходу, коли сипким порошковим матеріалом є кремнезем, а агентом ущільнення є рідина на водяній основі, то мікрокремнезем містить воду в своєму об'ємі, або вода може бути додана в мікрокремнезем, причому концентрація води складає від 4% до 8% мас, наприклад від 6% до 8% мас, при цьому ущільнений мікрокремнезем містить менш ніж 1,5% мас. води, а переважно менш ніж 1% мас. води. Заявник виявив, що якщо 7 сипким порошковим матеріалом є мікрокремнезем, то відмінні результати можуть бути одержані в тому випадку, коли мікрокремнезем, що підлягає ущільненню, містить близько 1,5% мас. вологи, а ущільнений мікрокремнезем є головним чином сухий і має вміст вологи майже 0%. Спосіб може містити керування густиною ущільненого сипкого порошкового матеріалу. Керування густиною ущільненого сипкого порошкового матеріалу може бути здійснене за допомогою способу, вибраного з групи, в яку входять вимірювання часу знаходження сипкого порошкового матеріалу в резервуарі, змінювання кутової швидкості обертання елементів, що обертаються, змінювання рівня сипкого порошкового матеріалу в резервуарі, керування концентрацією агента ущільнення, наявного в сипкому порошковому матеріалі, а також два або більше з указаних вище способів. Але, керування густиною ущільнення сипкого порошкового матеріалу не обмежується тільки цими способами. В цьому винаході пропонується спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу, який передбачає: подання сипкого порошкового матеріалу в зону ущільнення; принаймні часткове замикання сипкого порошкового матеріалу в зоні ущільнення; і механічне перемішування замкненого в зоні ущільнення сипкого порошкового матеріалу за допомогою принаймні одного видовженого елемента, що обертається, заглибленого в замкнений в зоні ущільнення сипкий порошковий матеріал, причому елемент, що обертається, має вісь обертання і містить множину розташованих з проміжками по осі засобів (вузлів, деталей) для перемішування, які виступають назовні в перпендикулярному напрямку від осі обертання, причому сипкий порошковий матеріал подають через зону ущільнення в напрямку, перпендикулярному до осі обертання елемента, що обертається. Відповідно до іншого аспекту цього винаходу, пропонується пристрій для ущільнення і зменшення розміру часток сипкого порошкового матеріалу, який містить: резервуар для принаймні часткового замикання в ньому об'єму сипкого порошкового матеріалу, причому в резервуарі утворена зона приймання або замикання сипкого порошкового матеріалу; принаймні два видовжені елементи, що обертаються, які зміщені в поперечному напрямку і розташовані один над одним таким чином, що в робочому стані вони є заглибленими, в сипкий порошковий матеріал в зоні приймання або замикання сипкого порошкового матеріалу, і здатні перемішувати сипкий порошковий матеріал, причому кожний з елементів, що обертається, має вісь обертання и містить множину розташованих з проміжками по осі засобів (вузлів, деталей) для перемішування, які виступають назовні в перпендикулярному напрямку від осі обертання елементів, що обертаються; і засіб приводу, з'єднаний з елементами, що обертаються, який дозволяє здійснювати обертан 87817 8 ня елементів, що обертаються, розташованих на різній висоті, з різними швидкостями навкруги їх осей обертання, щоб перемішувати сипкий порошковий матеріал в зоні приймання сипкого порошкового матеріалу. Переважно, кожний елемент, що обертається є заглибленим в робочому стані в сипкий порошковий матеріал, який є в зоні приймання сипкого порошкового матеріалу. Принаймні два елементи, що обертаються, які розташовані один над одним, можуть обертатися в одному й тому ж напрямку. Краще, якщо принаймні два видовжені елементи, що обертаються, розташовані поруч один з одним. Коли принаймні два елементи, що обертаються, розташовані поруч один з одним, вони можуть обертатися в протилежних напрямках. Резервуар може мати вільний простір над зоною приймання або замикання сипкого порошкового матеріалу. Осі обертання елементів, що обертаються, зазвичай розташовані головним чином паралельно. Осі обертання переважно простираються в боковому напрямку, наприклад, є головним чином горизонтальними. Пристрій зазвичай містить випуск або випуски для ущільненого сипкого порошкового матеріалу на невеликій висоті і впуск для сипкого порошкового матеріалу, розташований на більшій висоті, ніж випуск. Впуск може знаходитись над елементами, що обертаються, а випуск або випуски може знаходитись під елементами, що обертаються. Таким чином, випуск або випуски можуть бути розташованими в днищі резервуара. Згідно з одним з варіантів здійснення цього винаходу, впуск, випуск (випуски) і елементи, що обертаються, виконані таким чином, що в робочому стані сипкий порошковий матеріал, який підлягає ущільненню, подають через зону приймання або замикання сипкого порошкового матеріалу в напрямку, перпендикулярному осям обертання елементів, що обертаються. Пристрій може мати впуск для введення агента ущільнення в резервуар. Пристрій може мати випуск для агента ущільнення із резервуара, призначений для видалення випареного агента ущільнення. Як альтернатива, впуск для агента ущільнення може також виконувати функцію випуску для агента ущільнення. Засоби для перемішування можуть виступати радіально з осей обертання елементів, що обертаються. Елементи, що обертаються, можуть мати осердя, із якого виступають засоби для перемішування і к якому вони прикріпленні. Засоби для перемішування можуть індивідуально містити ділянку корпуса або стрижня і ділянку голівки, розташовану на кінці ділянки стрижня, віддаленому від осердя. Ділянка голівки переважно може використовуватись в якості скребка для очищання внутрішніх поверхонь резервуара. Засоби для перемішування можуть бути розташовані в вигляді множини рядів, наприклад, чотирьох рядів, розміщених по осі, але зміщених по колу. Ряди можуть бути розташованими в шаховому порядку так, що засіб для перемішування в 9 одному ряду є флакованим пустими положеннями в суміжних рядах. Засіб приводу обертає елементи, що обертаються, з кутовою швидкістю від 100об/хв. до 3500об/хв., коли елементи, що обертаються є заглибленими в порошковий матеріал. Зазвичай засіб приводу обертає елементи, що обертаються, з кутовою швидкістю від 500об/хв. до 1000об/хв., коли елементи, що обертаються є заглибленими в порошковий матеріал, наприклад з кутовою швидкістю приблизно від 700об/хв. до 800об/хв. Пристрій може працювати в безперервному режимі в безперервному процесі. Пристрій може містити засіб транспортування і засіб упаковування (розфасовування) в пакети або мішки, причому засіб для транспортування виконує функцію транспортування ущільненого сипкого порошкового матеріалу із резервуару в засіб упаковування для здійснення упаковування ущільненого сипкого порошкового матеріалу в пакети або мішки. Як альтернатива, випуск для ущільненого сипкого порошкового матеріалу може бути безпосередньо з'єднаним з засобом упаковування. Пристрій може містити засіб вібрації, призначений для утворення вібрації резервуара, щоб уникнути агломерації, злежування або утворення осаду порошкового матеріалу на внутрішніх поверхнях резервуару. Пристрій може містити засіб видалення пилу, призначений для видалення пилу з резервуару. Елементи, що обертаються, і внутрішні поверхні резервуара можуть бути покритими матеріалом, який перешкоджає злежуванню, агломерації або утворенню осаду сипкого порошкового матеріалу біля або на них. Пристрій може містити засіб вимірювання густини і засіб керування, призначені для керування об'ємною густиною ущільненого сипкого порошкового матеріалу. Зазначені вище та інші ознаки винаходу будуть більш ясними з наступного детального опису, наданого в якості прикладу, який не має обмежувального характеру і наведений з посиланням на додані схематичні креслення. На Фіг.1 зображений вид у вертикальному перерізі першого варіанту пристрою ущільнення відповідно з даним винаходом для ущільнення сипкого порошкового матеріалу. На Фіг.2 зображений вид збоку елемента, що обертається, зображеного на Фіг.1. На Фіг.3 і 4 схематично зображені інші варіанти елементів, що обертаються, пристрою ущільнення відповідно з даним винаходом для ущільнення сипкого порошкового матеріалу. На Фіг.1 позицією 10 в загальному виді зазначений першій варіант пристрою ущільнення відповідно з даним винаходом для ущільнення сипкого порошкового матеріалу. Пристрій 10 містить резервуар 12 для зберігання і замикання в ньому сипкого порошкового матеріалу, і зміщені в поперечному напрямку елементи, що обертаються, 14, 15, які в робочому стані ї заглибленими в сипкий порошковий матеріал, що знаходиться в резервуарі 12, і які виконані з можливістю обертатися відносно горизонтальних осей обертання, що простира 87817 10 ються в поздовжньому напрямку, і які розташовані паралельно один одному. Резервуар 12 має прямокутну форму, причому більш довгі сторони резервуара 12 розташовані паралельно осям обертання елементів, що обертаються, 14, 15, при цьому елементи, що обертаються, 14, 15 проходять крізь більш короткі сторони резервуара 12. Для елементів, що обертаються, 14, 15 передбачені підшипники. В резервуарі 12 утворена зона 16 приймання, замикання або ущільнення сипкого порошкового матеріалу, в якій розташовані елементи, що обертаються, 14, 15. Резервуар 12 містить впуск 12 для подавання сипкого порошкового матеріалу в резервуар 12, і випуск 24 для видалення ущільненого сипкого порошкового матеріалу із резервуара 12. Впуск 22 розташований на покрівлі 26 резервуара 12, а випуск 24, розташований в стінці 28 резервуара 12, яка є паралельною осі обертання елемента, що обертається, 14. Згідно з кращим варіантом здійснення винаходу, випуск (або декілька випусків) розташований в днищі 46 резервуара 12. Елемент, що обертається, 14 розташований приблизно на рівні випуску 24. Елемент, що обертається, 14 механічно з'єднаний за допомогою з'єднання 17 з приводним валом 30, який в свою чергу з'єднаний з електродвигуном 32. Електродвигун 32 дозволяє вибірково обертати елемент, що обертається, 14 з кутовою швидкістю від 700об/хв. до 800об/хв. З'єднання 17 також виконує функцію шківа. За допомогою з'єднання/шківа 17, шківа 19 і привідного ременя 21, електродвигун 32 також може обертати елемент, що обертається, 15. Електродвигун 32 і резервуар 12 встановлені на основі 34, що має опори 36. Кожний з елементів, що обертається, 14, 15 містить осердя 38 і множину розташованих з проміжком по осі і встановлених радіально засобів для перемішування 40. Засоби для перемішування 40 кожного з елементів, що обертаються, 14, 15 розташовані по осі у чотири ряди, з яких тільки три ряди видні на Фіг.1 і 2. Ряди розташовані зі зміщенням один від одного на однакові кути, так що між суміжними рядами утворений кут 90°. Ряди також розташовані в шаховому порядку, так що засіб для перемішування 40 в одному ряду є флакованим пустими положеннями в суміжних рядах, причому засоби для перемішування 40 в не суміжних рядах є діагонально суміщеними. Кожний засіб для перемішування 40 має ділянку корпуса 42 і ділянку голівки 44 (Фіг.2). Згідно з першим варіантом здійснення цього винаходу кожний засіб для перемішування 40 має форму болта, вгвинченого в осердя 38. Але слід мати на увазі, що можуть використовуватись і багато інших підходящих варіантів засобів для перемішування. Розміри резервуара 12 і елемента, що обертається 14 вибрані таким чином що має місце невеликий зазор між днищем 46 і стінками 28 резервуара 12, з однієї сторони, і ділянками голівок 44 засобів для перемішування 40, коли елемент, що обертається, 14 обертається, з іншої сторони. Аналогічним чином, має місце невеликий зазор 11 між ділянками голівок 44 засобів для перемішування 40 елемента, що обертається, 15 і стінками 28 резервуара 12. Таким чином, ділянки голівок 44 під час обертання елементів, що обертаються 14, 15 діють як скребки і не дозволяють злежуватись сипкому матеріалу на внутрішніх поверхнях резервуара 12, в доповнення до перемішування сипкого порошкового матеріалу. Впуск 48 для агента ущільнення передбачений в стінці резервуара 12 на відносно великій висоті. Впуск 48 має гідравлічний зв'язок з лінією 50 для подавання води. В гідравлічній лінії 50 передбачений регулятор витрати 52. За бажанням, в резервуарі 12 може бути передбачений випуск для видалення пилу (не показаний), причому вібратор (не показаний) може бути установлений ззовні поруч з резервуаром 12. При використанні, в резервуар 12 подають керованим і дозованим чином сипкий матеріал, як це показано стрілкою 54, неперервно до заповнення резервуара 12 так, що сипкий матеріал закриває (покриває) елементи, що обертаються 14, 15. Воду в якості агента ущільнення додають в сипкий матеріал в заданому контрольованому співвідношенні через впуск 48. Коли сипким матеріалом є тверді частки кремнезему, це співвідношення складає 6:100, в перерахунку на масу. Але слід мати на увазі, що пристрій 10 може працювати і без використання агента ущільнення, такого як вода. Для ущільнення сипкого порошкового матеріалу заглиблені елементи, що обертаються, 14, 15 обертаються з кутовою швидкістю близько 732об/хв. за допомогою електродвигуна 32. Засоби для перемішування 40 інтенсивно перемішують сипкий матеріал, внаслідок чого здійснюється ущільнення сипкого порошкового матеріалу. Під час перемішування сипкий матеріал стикається зі стінками резервуара 12. Але елементи, що обертаються, 14, 15 не флюїдизують масу сипкого порошкового матеріалу всередині резервуару 12 в якому-небудь суттєвому ступені, ніякі циліндричні порожнини не утворюються співвісно з елементами, що обертаються, 14, 15. Якщо вібратор є наявним, то він перешкоджає злежуванню сипкого порошкового матеріалу на внутрішніх поверхнях резервуару 12, а пил, що утворюється, відводиться через випуск для видалення пилу (якщо він є) разом з водяним паром, що утворюється за рахунок нагріву при терті порошкового матеріалу, який може досягати температури від 70°C до 80°С. Якщо окремий випуск для агента ущільнення не передбачений, то впуск 22 для сипкого порошкового матеріалу може бути використаний для видалення водяної пари з резервуару 12. Ущільнений сипкий матеріал вивантажують через випуск 24. Вивантаження здійснюють за рахунок обертання елемента, що обертається, 14. Густину ущільненого сипкого порошкового матері 87817 12 алу, вивантаженого з резервуару 12, вимірюють за допомогою засобу для вимірювання і контролю (не показаний), який збільшує або зменшує швидкість вивантажування ущільненого сипкого порошкового матеріалу з резервуару 12 за рахунок п відкривання або закривання випуску 24, внаслідок чого збільшується або зменшується час знаходження сипкого порошкового матеріалу в резервуарі 12, щоб ущільнювати сипкий матеріал до бажаної об'ємної густини. Зазвичай ущільнений сипкий порошковий матеріал мітить менше ніж 1%, мас. води і, таким чином, є головним чином сухим. На Фіг.3 і 4 зображені інші варіанти пристрою ущільнення відповідно до даного винаходу, призначеного для ущільнення сипкого порошкового матеріалу, зазначені відповідно позиціями 200 і 300. Як можна зрозуміти зі спрощених схематичних креслень, зображених на Фіг.3 і 4, можливі різні інші схеми розташування елементів, що обертаються. На Фіг.3 зображено, що більше двох, наприклад, три елементи, що обертаються, можуть бути використані при вертикальній схемі розташування, причому можуть бути використані декілька випусків 24. На Фіг.4 зображено, як множина (наприклад, чотири) елементів, що обертаються, 14 можуть бути об'єднані в матрицю, при цьому переважно може використовуватись випуск 24 в днищі. Коли використовують множину вертикально зміщених елементів, що обертаються, то елементи, що обертаються, які розташовані на більшій висоті, можуть використовуватись для надання певної форми, змінювання форми і зменшення розміру часток порошкового матеріалу (наприклад, глинозему або бокситу), в той час як елементи, що обертаються, які розташовані на меншій висоті, більше сприяють ущільненню сипкого порошкового матеріалу. В такій схемі розташування швидкості елементів, що обертаються, які розташовані на різних висотах, можуть бути різними. Перевагою даного винаходу є те, що він дозволяє створити рентабельний спосіб і пристрій для ущільнення сипкого порошкового матеріалу, такого як тверді частки кремнезему. Додатковою перевагою даного винаходу є те, що запропоновані спосіб і пристрій дозволяють здійснювати ущільнення такого матеріалу, як тверді частки кремнезему, до більш високої об'ємної густини, ніж звичайні пневматичні (або інші) способи і пристрої, які використовуються для ущільнення твердих часток кремнезему і інших подібних матеріалів. При цьому агломерація часток набагато менша в порівнянні з відомими пневматичними процесами ущільнення, наскільки це відомо заявнику, так що забезпечуються менші середні розміри часток і збільшуються BET площини поверхні. Запропонований пристрій також переважно може використовуватись в безперервних процесах. 13 87817 14 15 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 87817 Підписне 16 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of densifying bulk particulate material
Автори англійськоюRUSSEL-SMITH, Kevan, Vaughan
Назва патенту російськоюСпособ уплотнения сыпучего порошкового материала
Автори російськоюРассел-Смит Кеван Ваугхан
МПК / Мітки
МПК: C04B 18/14, B02C 13/02, B02C 13/20, B02C 13/06
Мітки: спосіб, ущільнення, матеріалу, сипкого, порошкового
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-87817-sposib-ushhilnennya-sipkogo-poroshkovogo-materialu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб ущільнення сипкого порошкового матеріалу</a>