NO781499L - Apparat for aa belegge pellets o.l. med et vaeskeformig beleggmiddel - Google Patents

Description

Apparat for å belegge korn-

eller partikkelformet materiale

med et væskeformig beleggmiddel.

Denne oppfinnelse angår et apparat for å belegge korn-eller partikkelformet materiale (pellets), såsom små kuler (prills) o.l.,med et væskeformig beleggmiddel.

Det har hittil alltid vist seg vanskelig å belegge partikkelformet materiale med en forholdsvis liten mengde av et væskeformig beleggmiddel, f.eks. i et forhold på 0,2 - 5 vektdeler beleggmiddel til 1000 vektdeler partikler, slik at partiklene får et jevnt, vesentlig lukket belegg, og særlig i indu-striell skala, f.eks. med en hastighet på opptil 50 000 kg partikler pr. time. Å sprøyte beleggmiddel i en fin dusj på partiklene på en beltetransportør, i en renne og/eller i en konven-sjonell beleggtrommel fører sjelden til akseptable resultater.

Vi har studert belegningsprosessen og de medvirkende faktorer,ved hjelp av beleggtromler fremstilt av plexiglass, i hvilke partikler ble påsprøytet et væskeformig beleggmiddel som var tilsatt et fargemiddel. I lys av utallige forsøk fant en at et jevnere belegg oppnås over hele partiklenes overflate dersom partiklene som ble påsprøytet med beleggmiddel ble gitt en mer intens rullebevegelse. Rullebevegelsen ble funnet nødvendig for å spre beleggmidlet over partiklenes overflate. Enhver foran-staltning som virker til å minske rullingen, f.eks. løfting av partiklene ved hjelp av innbygde blader, viste seg å forsinke eller hindre utspredning av beleggmidlet.

I en trommel med innbygde elementer vil partiklenes rulling i stor grad avhenge av omdreiningshastigheten og fyllingsgraden» Ved høy rotasjonshastighet glir trommelinnholdet frem og tilbake som en masse, og ved lave hastigheter blir partiklenes rullebane kort, og når dessuten fyllingsgraden er mindre enn 25 % ruller partiklene også i utilstrekkelig grad. Fyllingsgraden og omdreiningshastigheten bør være nøyaktig tilpasset hverandre, hvilket gir opphav til problemer dersom partikkeltilførse-

len varierer.

I en trommel som innvendig er utstyrt med blader plas-sert i lengderetningen, løftes partiklene ved hjelp av bladene, hvoretter de faller ned fra en viss høyde. I en slik trommel får partiklene liten anledning til å rulle, idet de ligger stille mens de løftes og kan heller ikke rulle mens de faller.

I en trommel som innvendig er forsynt med skråstilte tverrvegger med en midtre gjennomstrømningsåpning, blir både gjennomstrømningen og rullevirkningen lav.

I en V-formet trommel med eksentrisk anordnet aksel vil derimot rulleeffekten bli meget god. En slik trommel kan imidlertid bare benyttes porsjonsvis for forholdsvis små porsjoner, og kan ikke integreres i en sammenhengende kondisjoneringslinje.

Et vesentlig formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et apparat for belegning av partikler (pellets)

med et væskeformig beleggmiddel, hvilket bevirker intens rulling av partiklene som påsprøytes beleggmidlet, hvorved der dannes et jevnt, vesentlig lukket belegg over partiklenes overflate.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et apparat for belegning av partikler såsom filler, granuler og lignende med et væskeformig beleggmiddel, omfattende en sylindrisk, skråstilt trommel som er innrettet til å dreie om sin lengdeakse, hvilken trommel omfatter organer ved eller nær dens øvre ende for tilførsel og innføring av partikler som skal belegges samt for tilføring og påsprøyting eller forstøvning av det væskeformige beleggmiddel over de innførte partikler, og organer ved eller nær dens nedre ende for utføring og uttømming av belagte partikler, og apparatet erkarakterisert vedskillevegger som er anordnet på tvers av omdreiningsaksen og deler trommelen i avdelinger, hver av hvilke skillevegger har en gjennomstrømningsåpning eksentrisk beliggende i forhold til omdreiningsaksen og slik at gjen-nomstrømningsåpningene i hvert par skillevegger som avgrenser en avdeling er omkretsmessig forskjøvet i forhold til hverandre..

For å sikre at apparatet ifølge oppfinnelsen, etter at partikkeltilførselen er stoppet, kan tømmes praktisk talt fullstendig ved fortsatt omdreining, foretrekkes at gjennomstrøm-ningsåpningene i skilleveggen er slik utformet at de støter mot trommelens innvendige overflater.

Et ytterligere foretrukket trekk er at gjennomstrøm-ningsåpningene i to umiddelbart påfølgende skillevegger er ora- kretsmessig forskjøvet i forhold til hverandre tilnærmet 180°, bg et ytterligere foretrukket trekk er at væten av hver gjen-nomstrømningsåpning i radialretningen i forhold til omdreiningsaksen er mindre enn trommelens halve innvendige diameter.

For mange anvendelser har man i praksis funnet det for-delaktig dersom alle gjennomstrømningsåpningene har vesentlig samme overflateareal, hvilket overflateareal fortrinnsvis er større enn 2 %, men mindre enn 25 % av trommelens tverrsnittsareal. I visse tilfeller kan det imidlertid være ønskelig å på-virke, f.eks. nivået eller oppholdstiden til partiklene i trommelen eller i visse avdelinger, ved å variere gjennomstrømnings-åpningenes overflateareal. F.eks. kan partiklenes nivå i trommelen økes ved å velge et mindre overflateareal for åpningen i siste skillevegg enn for de øvrige skillevegger.

Den perpendikulære avstand mellom to naboskillevegger er fortrinnsvis ikke større enn den innvendige trommeldiameter.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse bevirker under omdreining en overraskende sterk rulling av partiklene i trommelen, hvilket medfører at det væskeformige beleggmiddel som f.eks. sprøytes eller forstøves på partiklene i trommelens første avdeling, utspredes i et jevnt, vesentlig lukket belegg på partiklenes overflate. Under omdreiningen vandrer partiklene i en skrueformet bane via gjennomstrømningsåpningene som er i sine nederste stillinger. Gjennomstrømningsåpningene fylt med partikler lukker de forskjellige avdelinger i grupper på to under størstedelen av en omdreining, slik at det utsprøytede eller forstøvede beleggmiddel kan innesluttes mellom skilleveggene, dvs. som ikke kan passere gjennomstrømningsåpningene fylt med partikler, faktisk tvinges i berøring med partiklene. Det er dette trekk som gir apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse den overordentlig viktige fordel at det væskeformige beleggmiddel blir praktisk talt fullstendig utnyttet for belegning av partiklene, og i verste fall bare kan unnslippe fra trommelen til arbeidsrommet i ubetydelige mengder.

Rullevirkningen i apparatet ifølge oppfinnelsen har vist seg bare i liten grad å være avhengig av fyllingsgraden i trommelen, og påvirkes derfor lite av variasjoner i partikkeltilfør-selen. En god rullevirkning oppnås ved en fyllingsgrad så lav som 12 %. Partiklenes gjennomsnitlige oppholdstid i trommelen er i størrelsesorden 5-8 minutter.

Det væskeformige beleggmiddel sprøytes eller forstøves på de rullende partiklers overflate via én eller flere sprøyte-organer, fortrinnsvis i rett vinkel på de rullende partiklers øverste lag»

Apparatet ifølge oppfinnelsen er meget hensiktsmessig for anvendelse i den fremgangsmåte som er beskrevet i søkerens samtidige patentsøknad med benevnelsen "Ammoniumnitratinnehol-dende kunstgjødsel-pellets med forbedrede egenskaper under lag-ring og transport, samt fremgangsmåte for fremstilling av samme".

En utføringsform av foreliggende oppfinnelse skal be-skrives i det følgende under henvisning til den skjematiske teg-ning , hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt av et apparat ifølge oppfinnelsen idet den tilknyttede apparatur er utelatt, og Fig. 2 viser et tverrsnitt langs linjen II-II på fig. 1.

På tegningen er vist en sylindrisk trommel 1 opplagret på et par bærehjul 2 på den ene side av trommelens vertikale midtplan og et par bærehjul 3 på den andre side av nevnte plan.

Hjulenes 2 og 3 aksler er opplagret i lagre henholdsvis 4 og 5, som er festet til et fundament 6. Minst ett av hjulene 3 drives ved hjelp av en drivmotor 7, som også er montert på fundamentet 6. I fig. 1 er fundamentet 6 og lagrene 4 utelatt.

Trommelen 1 er delt i avdelinger ved hjelp av tre skillevegger 8 og to skillevegger 9. Skilleveggene 8 og 9 er forbundet med trommelveggen ved hjelp av vinkler 10. Skilleveggene 8 er utformet med runde gjennomstrømningsåpninger 11 og skilleveggene 9 med tilsvarende gjennomstrømningsåpninger 12. I trommelens 1 omkretsretning er åpningene 11 forskjøvet i forhold til åpningene

12 tilnærmet 180°.

Ved trommelens 1 tilførselsende er en endevegg 13 utformet med en midtre åpning hvis omkrets utgjøres av en ring 14. Konsentrisk i ringen 14 er anordnet en hjelpevegg 15 med en om-kretsring 16. Rulleelementer 17 er innlagt mellom ringene 14

og 16 for opplagring av veggen 15 i ringen 14. Hjelpeveggen 15 er forbundet med et tilførselrør 18 som er festet til utløpet 19 i trakten til en tilførselsbeholder fra hvilken partiklene som skal belegges tilføres. En kassekonstruksjon 20 omslutter trommelens 1 tilførselsende og er avtettet mot trommelen 1 ved hjelp av en elastisk pakning 21. Motsatt det sted hvor utløpet 19 kom-mer inn er anordnet et mannhull som er lukket med et deksel 22.

Opplagringsorganene for kassekonstruksjonen 20 er ikke vist på tegningen.

En tilførselsledning 23 for tilførsel av væskeformig beleggmiddel samt en trykkluftledning 24 er innført i trommelen gjennom kassekonstruksjonen 20 og hjelpeveggen 15, for sprøy-ting eller forstøvning av beleggmidlet gjennom sprøyteorganer 25 over partiklene som skal mates gjennom tilførselsrøret 18. Selv-sagt kan også det væskeformige beleggmiddel hydraulisk sprøytes eller forstøves ved hjelp av en kraftpumpe, f.eks. en diesel-pumpe.

Ved sitt utløp er trommelen omsluttet av en kassekonstruksjon 26 som ved sin bunn er forsynt med en utløpstrakt 27 og ved sin øvre ende med et mannhull som er lukket ved hjelp av et deksel 28. Trommelens endevegg 29 beliggende i kassekonstruksjonen 26 har en midtre gjennomstrømningsåpning 30 og tre mindre gjen-nomstrømningsåpninger 31 omkretsmessig fordelt.

Trommelens 1 omdreiningsakse skråner nedover fra trommelens innløpsende med en liten vinkel, f.eks. 2°, slik at de i trommelen innførte partikler transporteres til trommelens ut-løpsende.

Under omdreining av trommelen 1 i den retning som er an-gitt ved pilen 32 på figur 2, innføres partiklene og føres oppover en viss avstand langs trommelveggen på grunn av friksjon, hvoretter de ruller ned bort fra veggen. Dette medfører at den øvre overflate 33 til partikkelmassen 34 i den roterende trommel antar en skrå, svakt buet form, som antydet ved linjen 33 i fig.

• Overflatens 33 skråstilling avhenger delvis av fyllingsgraden og trommelens omdreiningshastighet, samt av partiklenes form og friksjonen mellom de belagte partikler og trommelveggen samt med hverandre. Disse faktorer kan velges slik, under hen-syntagen til plasseringen og diameteren til gjennomstrømnings-åpningene 11 og 12 i skilleveggene 8 og 9, at f.eks. gjennom-strømningsåpningene 11 til enhver tid, eller vesentlig til enhver tid, er fylt med partikler når gjennomstrømningsåpningene 12 er klar av partiklene, og vice versa. Følgelig vil det under drift aldri være en direkte eller uhindret forbindelse til-gjengelig for det sprøytede eller forstøvede beleggmiddel fra trommelens innløpsende til dens utløpsende. Gjennomstrømnings-åpningene 11 og 12 trenger ikke være runde for å oppnå denne virk-

ning. En sirkelsektorform eller hvilken som helst annen forholdsvis tilfeldig form kan benyttes dersom de ovenfor nevnte faktorer er blitt tatt tilstrekkelig hensyn til.

Ettersom det i avdelingene ikke er noen elementer som strekker seg radielt innover føres partiklene med stor jevnhet oppover langs trommelveggen og ruller ned over hverandre, og alle partikler utsettes for vesentlig samme behandling, slik at alle partikler belegges jevnt på samme måte.

For å oppnå disse virkninger anbefales at trommelen deles i et tilstrekkelig antall avdelinger. I de fleste tilfeller er fire til seks avdelinger funnet å være effektivt.

I praksis har man oppnådd utmerkede resultater med en kontinuerlig arbeidende beleggtrommel som er konstruert i sam-svar med foreliggende oppfinnelse, og har en kapasitet på ca. 1200 tonn partikler pr. dag, en lengde på 10 meter og en diameter på 2 meter, hvilken trommel var utstyrt med fem innvendige skillevegger med innbyrdes lik avstand og med eksentriske runde gjennomstrømningsåpninger med en diameter 900mm. I hvert par

nabo-skillevegger var disse gjennomstrømningsåpninger omkretsmessig forskjøvet 180°. Trommelen hadde en utløpsåpning på

900 mm, og var anordnet med en skråvinkel på noen grader og ble drevet med en omdreiningshastighet på 6 r/min. Partikkellaget i trommelen var 500 mm høyt. I den første avdeling nær trommelens tilførselsende ble det væskeformige beleggmiddel ved hjelp av to sprøyteorganer sprøytet på partiklene som skulle belegges, og i de andre fem avdelinger ble beleggmidlet utspredd over partiklenes overflate.

Claims (6)

1. Apparat for belegging av korn- eller partikkelformet materiale (pellets) såsom små kuler (prills) o.l. med et væskeformig beleggmiddel, omfattende en sylindrisk, skråstilt trommel som er innrettet til å dreie om sin lengdeakse, hvilken trommel omfatter organer ved eller nær dens øvre ende for tilførsel og innføring av partikler som skal belegges, samt for tilføring og påsprøyting eller forstøvning av det væskeformige beleggmiddel over de innførte partikler, og organer ved eller nær dens nedre ende for utføring og uttømming av belagte partikler, karakterisert ved skillevegger som er anordnet på tvers av omdreiningsaksen og deler trommelen i avdelinger, hver av hvilke skillevegger har en gjennomstrømningsapning eksentrisk beliggende i forhold til omdreiningsaksen og slik at gjen-nomstrømningsåpningene i hvert par skillevegger som avgrenser en avdeling^er omkretsmessig forskjøvet i forhold til hverandre.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at gjennomstrømningsåpningene i skilleveggene er slik utformet at de støter mot trommelens innervegg.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gjennomstrømningsåpningene i hvert par nabo-skillevegger er omkretsmessig forskjøvet ca. 180°. ■

4. Apparat ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at hver gjennomstrømningsåpning har en bredde i radialretningen i forhold til omdreiningshastigheten, som er mindre enn trommelens halve innvendige diameter.

5. Apparat ifølge et' av kravene 1-4, karakterisert ved at alle gjennomstrømningsåpninger har tilnærmet samme overflateareal, hvilket overflateareal er større enn 2 % men mindre enn 25 % av trommelens tverrsnittsareal.

6. Apparat ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at den perpendikulære avstand mellom to nabo-skillevegger ikke overstiger trommelens innvendige diameter.