CZ35299A3 - Způsob kontinuálního směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami a zařízení na provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález způsobu a zařízení se týká vyřešení jednoho problému to jest způsobu kontinuálního míchání a regulovaného smáčení práškových až zrnitých materiálů kapalinami o různé viskozitě v kontinuálně pracujících zařízeních s nehybnou válcovou míchací komorou a rotujícím vřetenem, opatřený soustavou výustek přivádějících kapaliny, vstupním hrdlem na práškový materiál á výstupním hrdlem na smočený a promíchaný produkt. Konstrukce podle vynálezu je zaměřena především pro výrobu přesně vlhčených směsí a stabilizátů z létavých popílku a popelů odpadajících z odsiřováných fluidních kotlů. Způsob a zařízení je víceúčelově použitelný i na jiné práškové materiály a kapaliny....

Dosavadní stav techniky

Způsoby směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů se dělí v závislosti na druhu vstupujících hmot a konečného směsného produktu na periodicky pracující zařízení a kontinuálně pracující zařízení. Na způsoby vyrábějící tuhý produkt, nebo kašovité až pomalu tekoucí suspenze. Další požadavky technologické vyplývají ze stupně a rovnoměrnosti homogenizace, nebo dle toho zda je vyráběn konečný produkt, nebo nebo polotovar, který má sloužit k další výrobě. V řadě případů půjde např. o tekutý výrobek, který bude čerpatelný, ale který na složišti zatuhne a bude dále přiměřeně odolný a nerozpustný z hlediska přírodních povětrnostních podmínek. Tyto požadované vlastnosti pak nesporně vedou k vypracování nových a nových způsobů směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami a ke konstrukcím míchacích zařízení, které jsou schopné naplnit požadované technologické postupy a způsoby. Je nesporné, že popisy strojů odpovídají v daných případech i sledu postupů a způsobů jak dalece je vyřešena ta která technologie.

K navlhčování nebo smáčení práškových až zrnitých materiálů se používá řada typů míchaček. Známe zařízení bubnová s pevnými nebo otáčivými bubny. U pevných bubnů se používají rotující mísidla. U rotujících bubnů přepážky, přes ně pak míšený materiál blízko úvrati přepadá. U některých zařízení je možno dle potřeby vychylovat buben a měnit osu rotace. Míchadla jsou rovněž konstruována variabilně, někdy jen na míchání, jindy i pro dopravu směsí podél osy míchání. Souvislé šneky , lopatky • · • * uspořádané ve šroubovici nebo rovnoběžně s osou mísiče, vrtule, disky, otáčivá a vířivá ramena jsou příklady základních strojních součástí míchaček. Výjimečně se k míchání používají vibrátory mechanické i ultrazvukové. Vlhčení nebo smáčení práškových až zrnitých materiálů je obvykle zabezpečováno výustkami napájenými trubními rozvody jednotlivých kapalných médií, určených k homogenizačným a technologickým procesům.

Mísiče mohou být konstruovány bud jako jedno- nebo víceúčelové. Při použití šneků nebo lopatek ve šroubovici je míchaný materiál současně dopravován k výstupnímu hrdlu. U jiných typů míchaček je materiál zamíchán a vysypán k další dopravě. Některé z dosavadních mísičů zanechávaly pruhy nenamočeného materiálu, s následnou prašností a nehomogenitou na produktu na výstupu. Mimo to se uvedená zařízení nadměrně opotřebovávají, jsou energeticky náročná a pro bezporuchový provoz musí být často zálohována paralelně umístěným zařízením stejných parametrů. Dosud instalovaná nákladná zahraniční zařízení vykazují často nedokonalou homogenizací, vysoký instalovaný výkon, zanášení mísičů zatvrdlým materiálem, vysokými náklady na časté a pracné V současné době jsou elektrárny a teplárny ekologicky odsířované. Tím roste množství ekologicky škodlivých odpadů i potřeba míchacích zařízení na likvidaci těchto odpadů výrobou kvalitních stabilizátů. Potřeba mísících zařízení stoupá a je požadována kontinuální likvidace škodlivých práškových odpadů. U kontinuálně pracujících míchacích zařízeních se stupňuje míra nalepování rychle tuhnoucích fluidních popílků na vnitřní stěny, hřídel i lopatky mísících zařízení. S tím souvisí u kontinuálního likvidování odpadů i větší opotřebovávání, větší třecí odpory a větší spotřeba elektrické energie.

čištění strojů, modernizované a

Zajímavou konstrukci přináší zveřejněná PV DE 4411201 Al, která řeší vynález míchačky na diskontinuální výrobu koncentrované vodní suspenze z velejemně mletého křemene (SiO₂) jako jedné vyráběné složky pro strojně stříkaný beton. Míchací zařízení využívá ke zvýšení účinnosti míchaní speciálních suspenzí tlakový vzduch z dýz na lopatkách, kterým zvyšuje vířivý účinek míchání i při nižších obrátkách míchání. Míchačka je však nepoužitelná na kontinuální provoz a neřeší obecnou potřebu likvidace obrovských množství průmyslových práškových opadů zejména popílků a produktů odsiřování elektrárenských kotlů, které vyžadují vysoké výkony při kontinuálním mícháním. Zařízení je nevhodné pro zpracovávaní fluidních popílků a jiných lepivích materiálů, majících sklon k usazování na hřídeli i na jiných místech vnitřního povrchu, což vede k vibracím, otěru a k zanášení stroje, se zvýšením nákladu na čištění,

Pro řešení tohoto vynálezeckého úkolu je přednostní požadavek plynulého likvidování velkého objemu ekologicky škodlivých odpadů, který je účelnější řešit na novém principu tak, aby se průmyslový odpad z fluidních kotlů likvidovaval hned na místě vzniku a to kontinuálně v plném rozsahu, což při velkém množství odpadu vyžaduje vyrábět výstupní směsí variabilních fyzikálních vlastností, které jsou komerčně výhodně využitelné, nebo aspoň snadno deponovatelné na skládkách průmyslového odpadu ve stavu, při němž není ohroženo okolí rozptylováním skládek povětrnostními vlivy.

Podstata vynálezu

Nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje řešení podle vynálezu na způsob kontinuálního směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami a zařízení na provádění tohoto způsobu, umístěného ve válcové komoře s vřetenem v ose válcovékomory, držáky lopatek, s vyměnitelnými míchacími lopatkami uspořádanými v přerušovaných čroubovicích , se vstupním hrdlem práškového až zrnitého materiálu a výstupním hrdlem pro výstup homogenizované směsi, s výustkamí na plášti válcové komory i na rotujících držácích zajištujících dávkování kapalin vyznačující se tím, že dávkování záměsové kapaliny se uskutečňuje z části pevnými podplachovými výustkamí, z části pohyblivými rotujícími vřetenovými výustkamí, přičemž pevné výustky uspořádané v přímé řadě podplachové rampy, podél vnějšího povrchu válcové komory, stříkají na vybočený válcové komory tangenciálně ve směru otáčení vytvářejí souvislý koaxiální kapalinový pás smočeného vnitřního povrchu válcové komory, zatím co zbývající část záměsové kapaliny, kropí z rotujících vřetenových výustek na konci držáků lopatek míchanou směs zevnitř válcové komory v prstencových plochách tak, že záměsová kapalina stříkaná z vřetenových výustek má za účel i rozbíjení nálepků tvořících se uvnitř zařízení segregací míchané směsi, při míchání a jejím pohybu k výstupnímu hrdlu.

vnitřní povrch mísidel, čímž

Variantně je spojeno s výhodou, když do výustek na podplachové rampě i do vřetenových výustek se přivádí tlakový vzduch spolu se záměsovou kapalinou, přičemž průtok záměsové vody i tlakového vzduchu lze regulovat.

Určitého zlepšení lze dosáhnout tím, že do tělesa válcové komory se jsou zaústěny doplňkové výustky, opatřené samostatným přívodem na přimíchávání dalšího kapalného media s přísadami, • to • · to · · · · to « to to to • ••to ·* kontinuálního směšování materiálů s kapalinami,

Zařízení na provádění způsobu a smáčení tuhých práškových až zrnitých sestávající z nosného rámu, na němž je pevně uložena válcová komora, s odklopným víkem, se vstupním hrdlem na práškový substrát na začátku komory a výstupním hrdlem pro zhomogenizovaný substrát na konci komory, s míchacím vřetenem v ose komory, přičemž vřeteno je tvořeno hnaným hřídelem, na němž jsou upevněny držáky lopatek s vyměnitelnými lopatkami nastavitelnými do přerušované šroubovice, vyznačující se tím, že válcová komora je opatřena odklopným víkem, vybočujícím z válcového profilu o tloušťku podplachové rampy, která je tvořena soustavou podplachových výustek, umístěných tangenciálně k válcové komoře, s tím, že rotující vřetenové výustky jsou umístěny na konci dutých držáků lopatek a tlakové kapalinné médium je k nim přivedeno dutým hřídelem a dutými držáky míchacích lopatek z vnějšího rozvodu záměsové kapaliny.

Výhodnější je, pokud je do přívodu záměsové kapaliny zaústěn přívod tlakového vzduchu.

Řízení dávkování kapalin je dokonalejší, když do tělesa válcové komory jsou zaústěny doplňkové výustky opatřené samostatným přívodem kapalného média.

Výhodnější je když výustky kapalin jsou směrově nastaveny a fixovány uvnitř kužele s vrcholem ve středu otáčení v úhlu daném volitelnou tg β.

Opotřebování lopatek se sníží, jestliže míchací lopatky jsou opatřeny vyměnitelnými návleky z pružných organických hmot.

Způsob a zařízení podle vynálezu, přináší řadu výhod z nichž nejdůležitější sledují kontinuální dokonalou homogenizaci konečného produktu, snadnou regulovatelnost fyzikálních parametrů zejména konzistence výsledného produktu na výstupu ze zařízení, výrazné snížení nároků na čištění zařízení od nálepků a usazenin, snížení obrusu zejména rotujících dílů, možnost poměrového přidávání více kapalin, usnadnění práce při obsluze a údržbě, kontinuální doprava míchaného produktu od vsypu práškového materiálu do zařízení až k výstupnímu hrdlu, snížení nebezpečí zacpávání se výustek profukovaných trvale tlakovým vzduchem, snížené opotřebování staticky nosného kovu na lopatkách, snížení odebíraného příkonu hnacího elektromotoru a další výhody vyplývající z neustálého mazání funkčních částí zařízení vodou, což umocňuje předchozí výhody. Možnost samostatného přesně dávkovaného kapalného media s přesným podílem dávkovaných přísad mechanicky nebo chemicky zušlechťujících výsledný produkt míchání.

Přehled obrázků na výkresech

Příklad zařízení, které umožňuje realizovat vynálezu je znázorněn na obrázcích č 1, 2, 3, 4, 5,

č. 1 je schematický boční pohled na zařízení průhledem do zařízení. Na obr. č. 2 je pohled v příčném řezu. Na obr. č. 3 vidíme detail znázorňující nastavitelnost směru tryskání z výustek 4 je schematický podélný řez zařízením a obr. schematickým příčním řezem zařízení.

způsob podle kde na obr. s částečným na zařízení schematicky Obrázek č. č. 5 je

Dále uvádíme zvolené jednotné názvosloví v této přihlášce přiřazené k jednotlivým vztažným značkám :

- nosný rám

- válcová komora

- víko

- vstupní hrdlo

- výstupní hrdlo

- dutý hřídel

- podplachová rampa

- podplachová výustka

- vřetenová výustka 10 - míchací lopatka

- spojka

- přívod záměsové kapaliny

- přívod tlakového vzduchu

- doplňková výustka

- přívod kapalného média

- držák lopatky

- návlek lopatky

Příklad provedení vynálezu

Zařízení na provádění způsobu kontinuálního směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami, podle obrázku 1 je nepřetržitě pracující vřetenové zařízení s výustkami, sestávající z nosného rámu,l na němž je pevně uložena válcová komora 2, s odklopným víkem 3, se vstupním hrdlem 4 na práškový substrát na začátku komory 2 a výstupným hrdlem 5 pro zhomogenizovaný substrát na konci komory 2 , s míchacím vřetenem v ose komory, přičemž vřeteno je tvořeno hnaným hřídelem 6, na němž jsou upevněny držáky lopatek 17 s lopatkami 10 nastavitelnými do přerušovaných šroubovic, vyznačující se tím, že válcová komora 2 je opatřena odklopným víkem 3, vybočujícím z válcového profilu o tloušfku podplachové rampy 7 ,která je tvořena soustavou podplachových výustek 8, umístěných tangenciálně k válcové komoře 2 , s tím že rotující vřetenové £

• · » · ·

• · · • » výustky 9 jsou umístěny na konci dutých držáků lopatek 17 a tlakové kapalinné médium je k nim přivedeno dutým hřídelem 6 a dutými držáky 17 míchacích lopatek 10 z vnějšího rozvodu záměsové kapaliny 13.

Do přívodu záměsové kapaliny 13 je zaústěn přívod tlakového vzduchu 14.

Do tělesa válcové komory 2 jsou zaústěny doplňkové výustky 15 opatřené samostatným přívodem kapalného média 16.

Výustky kapalin 8, 9, 15 jsou směrově nastavitelné uvnitř kužele s vrcholem ve středu otáčení v úhlu daném volitelnou tg β.

Míchací lopatky 10 jsou opatřeny vyměnitelnými návleky 18 z pružných organických hmot.

Zařízení v provedení podle vynálezu pracuje takto:

Prášková hmota se kontinuálně přivádí vstupním hrdlem 4. Nepřetržité, regulovatelné dávkování smáčecí kapaliny se uskutečňuje jednak prostřednictvím podplachové rampy 7 která je vytvořena soustavou podplachových výustek 8.Rampa je uspořádána podél vnějšího povrchu válcové komory 2, přičemž kapalina z výustek 8 na podplachové rampě 7 stříká tangenciálně nahoru po směru otáčení mísidel tak, že část kapaliny stříkající z výustek vytváří souvislý koaxiální pás smočeného vnitřního povrchu víka skříně na němž je postupně dovlhčena dopravovaná homogenizující se kapalinoprášková směs na předepsanou konzistenci suspenze ve výstupním hrdle 5 míchacího zařízení i s ohledem na to, že druhá část tekutiny je do bubnu přivedena ze stříkajících vřetenových výustek 9 umístěných na koncích dutých držáků 17 míchacích lopatek 10.

Do výustek 8 na podplachové rampě 7 i do vřetenových výustek lze přivádět i tlakový vzduch.

Do tělesa válcové komory 2 mohou být zaústěny doplňkové výustky 15, opatřené samostatným přívodem 16, na přimíchávaní dalšího kapalného média.

Uvedený způsob práce zabezpečuje dokonaleji několik důležitých technologických parametrů míchání a to zlepšenou homogenizaci směsi na výstupu ze zařízení, snadnější čistitelnost zařízení, snížené tvoření nálepků a usazenin, snadnější regulace poměru míchané práškové hmoty s více kapalinami, nižší obrušování součástí zařízení při snížení nároků na specifický energetický příkon, možnost přizpůsobení rychlosti průchodu míchaného substrátu míchačkou dle zvoleného úhlu natočení vyměňovatelných lopatek.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   1. Způsob kontinuálního směšování a smáčení tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami a zařízení na provádění tohoto způsobu, kteréžto zařízení je umístěno ve válcové komoře s vřetenem v ose válcové komory, držáky lopatek, s vyměnitelnými míchacími lopatkami uspořádanými v přerušovaných šroubovicích, s vstupním hrdlem práškového až zrnitého materiálu a výstupním hrdlem pro výstup homogenizované směsi, s výustkami na plášti válcové komory i na rotujících držácích zajištujících dávkování kapalin vyznačující se tím, že dávkování záměsové kapaliny se uskutečňuje z části pevnými podplachovými výustkami (8), z části pohyblivými rotujícími vřetenovými výustkami (9), přičemž pevné podplachové výustky (8) uspořádané v přímé řadě podplachové rampy (7), podél vnějšího povrchu válcové komory (2), stříkají na vnitřní povrch válcové komory (2) tangenciálně ve směru otáčení mísidel, čímž vytvářejí souvislý koaxiální pás smočeného vnitřního povrchu válcové komory (2), zatím co zbývající část záměsové kapaliny kropí z rotujících vřetenových výustek (9) na konci držáků lopatek (17) míchanou směs zevnitř válcové komory (2) v prstencových plochách tak, že záměsová kapalina stříkaná z vřetenových výustek (9) má za účel i rozbíjení nálepků tvořících se uvnitř válcové komory (2) segregací míchané směsi při míchání a jejím pohybu k výstupnímu hrdlu (5).
2. 2. Způsob směšování a smáčení podle bodu 1, vyznačující se tím, že do výustek (8) na podplachové rampě (7) i do vřetenových výustek (9) se přivádí tlakový vzduch spolu se záměsovou kapalinou, přičemž průtok záměsové vody i tlakového vzduchu lze regulovat.
3. 3. Způsob směšování a smáčení podle bodů 1 a 2 vyznačující se tím, že do tělesa válcové komory (2) jsou zaústěny doplňkové výustky (15) opatřené samostatným přívodem (16) na přimíchávaní dalšího kapalného media s obsaženými přísadami.
4. 4. Zařízení na provádění způsobu kontinuálního směšování tuhých práškových až zrnitých materiálů s kapalinami, sestávající z nosného rámu, na němž je pevně uložena válcová komora, s odklopným víkem, se vstupním hrdlem na práškový substrát na začátku komory a výstupním hrdlem pro zhomogenizovaný substrát na konci komory, s míchacím vřetenem v ose komory, přičemž vřeteno je tvořeno hnaným hřídelem, na němž jsou upevněny držáky lopatek s vyměnitelnými lopatkami nastavitelnými do přerušované šroubovice, vyznačující se tím, že válcová komora (2) je opatřena odklopným víkem (3), vybočujícím z válcového profilu o tloušřku podplachové rampy (7),která je tvořena soustavou podplachových • · • · · · ·· · · ·· ···· · · · · · « · · · · ·· · · · · 4 •fc · · · · ··«····· • » · ···' · · ·» ···» ·» ·9·9 «« «« výustek (8), umístěných tangenciálně k válcové komoře (2), s tím že rotující vřetenové výustky (9) jsou umístěny na konci dutých držáků lopatek (17) a tlakové kapalinné médium je k nim přivedeno dutým hřídelem (6) a dutými držáky (17) míchacích lopatek (10) z vnějšího rozvodu záměsové kapaliny (13).
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že do přívodu záměsové kapaliny (13) je zaústěn přívod tlakového vzduchu (14).
6. 6. Zařízení podle nároků 4a 5, vyznačující se tím, že do tělesa válcové komory (2) jsou zaústěny doplňkové výustky (15) opatřené samostatným přívodem kapalného média (16).
7. 7. Zařízení podle nároku 4 až 6, vyznačující se tím, že výustky kapalin (8, 9, 15) jsou směrově nastaveny a fixovány uvnitř kužele s vrcholem ve středu otáčení v úhlu daném volitelnou tg β.
8. 8. Zařízení podle nároku 4 až 7. vyznačující se tím, že míchací lopatky (10) jsou opatřeny vyměnitelnými návleky (18) z pružných organických hmot.

   • * • · rV í5Z -77 ·« ····