RU2181305C1

RU2181305C1 - Apparatus for pelletizing melts

Info

Publication number: RU2181305C1
Application number: RU2000122938/12A
Authority: RU
Inventors: ков А.С. Пол; А.С. Поляков
Original assignee: Поляков Анатолий Сергеевич
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-04-20

Abstract

FIELD: centrifugal melt pelletizers widely used in chemical industry branches for making carbamide, potassium nitrate and composite fertilizers. SUBSTANCE: apparatus includes perforated chamber mounted on shaft with possibility of rotation, fixed chamber, source of acoustic oscillations having rod with shaped disc passing through hollow shaft. Cone or stepped cylindrical sectionally perforated chamber has open lower portion and it is rigidly joined along its large diameter with boss through guiding vanes bent in direction of shaft rotation and shell. Acoustic oscillation source is provided with additional shaped discs mounted on rod in middle of each section. In lower part of chamber there is support whose central portion is in the form of guide for free end of rod. Cone apertured sprinkler is mounted on said support. EFFECT: uniform scattering of product along cross section of tower, stable monodispersion fraction size. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике гранулирования расплавов путем их разбрызгивания и охлаждения капель в полости грануляционной башни и может быть использовано в производстве минеральных удобрений. The invention relates to a technique for granulating melts by spraying and cooling droplets in the cavity of a granulation tower and can be used in the production of mineral fertilizers.

Известен гранулятор (А.С. 184255 В 01 J 2/02) для грануляции плава аммиачной селитры, состоящий из вращающегося ступенчатого корпуса, жестко связанного с приводным валом, выполненного из несколько уменьшающихся в диаметре вертикальных цилиндров с перфорированными боковыми поверхностями. Known granulator (A.S. 184255 V 01 J 2/02) for granulation of ammonium nitrate melt, consisting of a rotating stepped housing, rigidly connected to the drive shaft, made of vertical cylinders slightly decreasing in diameter with perforated side surfaces.

В указанном грануляторе вращающийся ступенчатый корпус крепится к приводному валу в нижней части и это не позволяет использовать полезную площадь башни непосредственно под гранулятором. Кроме того, гранулятор не имеет приспособления для вибрационного воздействия на плав, что влияет на качество грансостава. In the specified granulator, a rotating step housing is attached to the drive shaft in the lower part and this does not allow the useful area of the tower to be used directly below the granulator. In addition, the granulator does not have a device for vibrational impact on the melt, which affects the quality of the composition.

Известен способ гранулирования жидкого материала и устройство для его осуществления (А. С. СССР 856372 В 01 J 2/02). Заявитель этого устройства - Норвежская фирма "Норск-Гидро А.С."
Это устройство предназначено для производства минеральных удобрений и используется на трех заводах в России. Устройство имеет неподвижную теплоизолированную камеру с патрубком подвода расплава и выполнено в виде вращающегося вокруг вертикальной оси конического ковша с перфорированной стенкой. Внутри ковш снабжен трубами, концентрически установленными по отношению к оси вращения ковша, причем трубы в нижней части открыты в горизонтальной плоскости вблизи от перфорированной стенки ковша и ковш имеет возможность вращения вокруг них. Вращение конического ковша осуществляется приводным валом, который связан с ним в нижней неперфорированной части.A known method of granulating a liquid material and a device for its implementation (A. S. USSR 856372 B 01 J 2/02). The applicant of this device is the Norwegian company Norsk-Hydro A.S.
This device is intended for the production of mineral fertilizers and is used at three plants in Russia. The device has a fixed heat-insulated chamber with a nozzle for supplying the melt and is made in the form of a conical bucket rotating around a vertical axis with a perforated wall. Inside, the bucket is equipped with pipes concentrically mounted with respect to the axis of rotation of the bucket, the pipes in the lower part being open in a horizontal plane close to the perforated wall of the bucket and the bucket can rotate around them. The rotation of the conical bucket is carried out by a drive shaft, which is connected with it in the lower non-perforated part.

Это устройство хорошо рассеивает капли расплава в башне, но оставляет незадействованной зону под ковшом гранулятора. Кроме того, конечный продукт с этого устройства имеет большой разброс по грансоставу от 0,5 до 6 мм в диаметре. This device disperses melt droplets well in the tower, but leaves an unused area under the granulator bucket. In addition, the final product from this device has a large variation in particle size distribution from 0.5 to 6 mm in diameter.

Известен патент 2115466 (В 01 J 02/02). Это устройство содержит установленную с возможностью вращения камеру, цилиндр (неподвижную камеру) для подачи расплава, направляющие лопатки и источник акустических колебаний. Камера имеет цилиндрические перфорированные стенки, а источник акустических колебаний выполнен в виде электромагнитного вибровозбудителя с упругим элементом в виде мембраны, на котором укреплен шток с пластиной, выполненной в виде профильного диска. Профиль диска имеет обратную элепсоидальную поверхность в верхней и нижней части. Known patent 2115466 (In 01 J 02/02). This device comprises a rotatably mounted chamber, a cylinder (fixed chamber) for supplying the melt, guide vanes and a source of acoustic vibrations. The chamber has cylindrical perforated walls, and the source of acoustic vibrations is made in the form of an electromagnetic vibration exciter with an elastic element in the form of a membrane on which a rod with a plate made in the form of a profile disk is mounted. The disk profile has an inverse elepsoidal surface in the upper and lower parts.

Это устройство позволяет получать стабильный монодисперсный гранулометрический состав. Однако для производства сложных минеральных удобрений, в котором используются башни большого диаметра, это устройство не приемлемо из-за небольшой полосы рассева гранул, что оставляет большую часть площади башни неиспользованной. This device allows to obtain a stable monodisperse particle size distribution. However, for the production of complex mineral fertilizers, which use large diameter towers, this device is not acceptable due to the small sieving band of the granules, which leaves most of the tower’s area unused.

Задачей изобретения является получение стабильного монодисперсного гранулометрического состава продукта и оптимального использования рабочей площади башни. The objective of the invention is to obtain a stable monodisperse particle size distribution of the product and the optimal use of the working area of the tower.

Поставленная цель достигается тем, что камера выполнена конической или ступенчато-цилиндрической формы секционно перфорированной по высоте с открытой нижней частью и жестко соединена со ступицей через направляющие лопатки, изогнутые в сторону вращения вала, и обечайку, а источник акустических колебаний снабжен дополнительными профильными дисками, установленными на штоке в середине каждой секции, при этом в нижней части камеры установлена опора, центральная часть которой выполнена в виде направляющей для свободного конца штока и на которой закреплена коническая перфорированная лейка. This goal is achieved in that the chamber is conical or stepwise cylindrical in shape, sectionally perforated in height with an open lower part and rigidly connected to the hub through guide vanes curved in the direction of rotation of the shaft and the shell, and the source of acoustic vibrations is equipped with additional profile disks installed on the rod in the middle of each section, while in the lower part of the camera there is a support, the central part of which is made in the form of a guide for the free end of the rod and on a conical perforated watering can is fixed.

На чертеже изображено устройство для гранулирования расплавов. Устройство для гранулирования имеет установленную с возможностью вращения коническую или ступенчато-цилиндрическую секционно перфорированную по высоте с открытой нижней частью камеру 1. Камера по большему диаметру жестко соединена со ступицей 4 через направляющие лопатки 3, изогнутые в сторону вращения вала 5, и обечайку 2. Полый вал 5 соединен со ступицей 4 и установлен в подшипники 6. Верхняя часть вала через шкивы 7 и 8 соединена с приводом 9. Внутри полого вала проходит шток 10, на котором установлены в середине каждой секции профильные диски 11, такие же как в прототипе. Шток центрируется втулкой 12, а его свободный конец установлен в направляющей, являющейся центральной частью опоры 13. Опора 13 установлена на открытой нижней части камеры, а на ее центральной части закреплена гайкой 14 коническая перфорированная лейка 15. Другой конец штока 10 жестко закреплен на упругом элементе электромагнитного вибровозбудителя 16. Акустический магнитный вибровозбудитель посредством штанги 17 установлен на опоре 18 через амортизатор 19, шайбу 20 и гайкой 21 закреплен на ней. Опора 18 установлена на корпусе 22, на котором закреплена неподвижная камера 23, в которую через патрубок 24 подается расплав. Место прохождения полого вала через камеру 23 уплотнено манжетой 25, а вращающаяся камера 1 уплотнена относительно неподвижной шайбой 26 через прижимное кольцо 27. The drawing shows a device for granulating melts. The granulating device has a conical or stepwise cylindrical sectional height-perforated sectionalized chamber 1. The chamber is larger in diameter and is rigidly connected to the hub 4 through guide vanes 3 curved in the direction of rotation of the shaft 5 and the shell 2. Hollow the shaft 5 is connected to the hub 4 and installed in the bearings 6. The upper part of the shaft through the pulleys 7 and 8 is connected to the actuator 9. Inside the hollow shaft there is a rod 10 on which profile discs are installed in the middle of each section and 11, the same as in the prototype. The rod is centered by the sleeve 12, and its free end is mounted in the guide, which is the central part of the support 13. The support 13 is mounted on the open lower part of the chamber, and a conical perforated watering can 15 is fixed on its central part by the nut 14. The other end of the rod 10 is rigidly fixed to the elastic element electromagnetic exciter 16. The acoustic magnetic exciter by means of the rod 17 is mounted on the support 18 through the shock absorber 19, the washer 20 and the nut 21 is fixed to it. The support 18 is mounted on the housing 22, on which a fixed chamber 23 is fixed, into which the melt is fed through the pipe 24. The passage of the hollow shaft through the chamber 23 is sealed by a sleeve 25, and the rotating chamber 1 is sealed with respect to the stationary washer 26 through the pressure ring 27.

Устройство работает следующим образом. Гранулируемый материал, например расплав большой вязкости, содержащий различные добавки, поступает через патрубок 24 в неподвижную камеру 23. Подается электропитание на двигатель 9, раскручивающий камеру 1 через полый вал 5 и на электромагнитный вибровозбудитель 16, колебания мембраны которого передаются на закрепленный на ней шток 10 с профильными дисками 11. При раскручивании камеры 1 изогнутые лопатки 3 нагнетают расплав внутрь камеры и создают вместе с центробежными силами необходимый напор, благодаря которому расплав струями истекает из отверстий камеры, а через профильные диски с обратной эллипсоидальной поверхностью на расплав передается частота и амплитуда колебаний, задаваемые прибором управления вибровозбудителя, и дробит эти струи на капли с установленными размерами. Благодаря специальному профилю диска вокруг него отсутствуют завихрения, что не нарушает гидродинамику диспергируемых струй и обеспечивает равномерное дробление их на капли (гранулы) без спутников, которые являются составной частью мелких фракций. При вращении камеры капли расплава разлетаются от ее боковых стенок по всему периметру башни, а благодаря установке в нижней части камеры 1 перфорированной конической лейки 15, центральная часть башни тоже стала орошаться расплавом, капли которого, пролетая от гранулятора до дна, кристаллизуются в гранулы, задействуя тем самым всю площадь башни. Для установления необходимого размера гранул устройство позволяет варьировать несколькими параметрами: скоростью вращения камеры в пределах от 200 до 600 об/мин, частотой от 450 до 830 Гц, амплитудой колебаний в пределах от 3 до 25 мкм. Все параметры устанавливаются с пульта управления процессом грануляции. Пульт управления имеет визуальное показание заданных значений частоты, амплитуды и скорости вращения. При забивке камеры ее не надо снимать с приводного вала для очистки, а достаточно снять коническую лейку и освободить от засора. The device operates as follows. A granular material, for example, a high viscosity melt containing various additives, enters through the nozzle 24 into the stationary chamber 23. Power is supplied to the engine 9, which untwists the chamber 1 through the hollow shaft 5 and to the electromagnetic vibration exciter 16, the membrane vibrations of which are transmitted to the rod 10 fixed to it with profile disks 11. When untwisting the chamber 1, curved blades 3 pump the melt inside the chamber and together with centrifugal forces create the necessary pressure, due to which the melt flows out of the stream the chamber’s openings, and through the profile disks with a reverse ellipsoidal surface, the frequency and amplitude of vibrations set by the vibration exciter control device are transferred to the melt and crushes these jets into droplets with specified sizes. Due to the special profile of the disk, there are no turbulences around it, which does not violate the hydrodynamics of dispersible jets and ensures their uniform crushing into drops (granules) without satellites, which are an integral part of small fractions. When the chamber rotates, the melt droplets scatter from its side walls around the entire perimeter of the tower, and thanks to the installation of a perforated conical watering can 15 in the lower part of the chamber, the central part of the tower also began to be irrigated with melt, whose droplets, flying from the granulator to the bottom, crystallize into granules, using thereby the entire area of the tower. To establish the required granule size, the device allows you to vary several parameters: the speed of the camera in the range from 200 to 600 rpm, the frequency from 450 to 830 Hz, the amplitude of oscillation in the range from 3 to 25 microns. All parameters are set from the control panel of the granulation process. The control panel has a visual indication of the set values of frequency, amplitude and speed of rotation. When the camera is clogged, it does not need to be removed from the drive shaft for cleaning, but it is enough to remove the conical watering can and release it from clogging.

Claims

A device for granulating melts, comprising a perforated chamber mounted on a rotatably rotatable shaft, guide vanes, a stationary chamber and a source of acoustic vibrations, including a rod passing through a hollow shaft with a profile disk, characterized in that the chamber rotatably mounted is conical or step-cylindrical shapes sectionally perforated in height with an open lower part and larger diameter rigidly connected to the hub through guide vanes, curved in the direction of rotation of the shaft, and the shell, and the source of acoustic vibrations is equipped with additional profile disks mounted on the rod in the middle of each section, while a support is installed in the lower part of the chamber, the central part of which is made in the form of a guide for the free end of the rod and on which the conical perforated watering can.