PL100451B1 - Podajnik doprowadzajacy surowce roslinne do hydrolizera przy produkcji furfuralu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest podajnik slimakowy, transportujaco-tloczacy surowce roslinne do hydrolizera furfuralu, jak slome rzepakowa, bagasse, kore drzewna, zrebki drzewne, luski owsiane i inne.

Dotychczas do podawania surowców roslinnych o duzej scisliwosci, jak sloma bagassa, kora drzew, luski owsiane, do hydrolizerów pracujacych zwykle pod cisnieniem rzedu 10 do 20 atmosfer, stosowane sa podajniki slimakowe, których konstrukcja dostosowana jest kazdorazowo do danego rodzaju surowca. Kazda zmiana surowca wymaga zmian w konstrukcji podajnika, to jest doboru stosunku dlugosci do srednicy slimaka oraz ilosci zwojów. Znane podajniki slimakowe stosowane do transportu surowców do hydrolizerów pracujacych pod cisnieniem posiadaja profilowane obudowy wewnetrzne, to jest przegrody proste usytuowane wzdluz dlugosci obudowy rurowej rozmieszczone równomiernie na jej obwodzie. W tego typu podajnikach stosowanych w procesach hydrolizy surowców roslinnych do furfuralu prowadzonych pod cisnieniem ma miejsce przebicie zwrotne pary z hydrolizera do zasobnika poprzez slimak. Poza tym w znanych podajnikach stosowanych podczas transportu surowców scisliwych czesto ma miejsce tworzenie sie czopów zbitego surowca w przestrzeni miedzy slimakiem a obudowa, utrudniajace przesuw materialu w kierunku transportu.

Z opisu patentowego polskiego nr 68860 znana jest wielozwojowa slimakowa wytlaczarka o dzialaniu ciaglym, która jednoczesnie transportuje material, tloczy, miesza i homogenizuje. Istota tego wynalazku polega na wielokrotnym podziale transportowanego strumienia surowca i ponownym laczeniu materialu przy pomocy slimaka. W rozwiazaniu tym stosuje sie obudowany slimak, który w kanalach pomiedzy poszczególnymi zwojami posiada poprzeczne przegrody.

W poszczególnych zwojach slimaka znajduja sie z jednej strony przegrody poprzeczne a z drugiej strony na obudowie zewnetrznym szczytu uzwojenia slimaka przegrody wzdluzne, przy czym odleglosc krawedzi szczytowych od scianek wewnetrznych obudowy jest wieksza niz szczelina miedzy szczytami uzwojenia slimaka.

Tego typu urzadzenie stosowane jest glównie do przetwórstwa mas plastycznych.2 100 451 Wopisie patentowym RFN nr 2216444 podane jest urzadzenie ^iijialcpwe spelniajace role podajnika, w którym surowce jednoczesnie transportuje sie, miesza i homogenizuje.

Rozwiazanie polega na osadzeniu slimaka obrotowego ciasno w obudowie posiadajacej na wewnetrznej stronie wyzlobione spiralne rowki, przy czym katy nachylenia rowków na slimaku i obudowie sa rózne i posiadaja takie same kierunki wznoszenia. Równiez przekroje rowków na obudowie i slimaka róznia sie miedzy soba. Tego typu urzadzenie stosowane jest miedzy innymi do wytwarzania pianek poliuretanowych, zywic epoksydowych, zywic poliestrowych.

Natomiast znana z opisu patentowego USA nr 3164375 konstrukcja urzadzenia do transportu i mieszania surowców polega równiez na zastosowaniu urzadzenia slimakowego osadzonego w obudowie na której po wewnetrznej stronie wykonane sa rowki po linii spiralnej. W rozwiazaniu tym rowki na slimaku i obudowie wewnetrznej posiadaja rózne katy nachylenia, zas obudowa slimaka jest stozkowa a wyzlobienie srubowe na wewnetrznej stronie obudowy posiadaja zwiekszajaca sie glebokosc w kierunku wylotu.

Celem wynalazku bylo skonstruowanie podajnika slimakowego do podawania surowców roslinnych o duzej scisliwosci do hydrolizera pracujacego pod cisnieniem rzedu 10-20 atmosfer, w któiym wytwarza sie furfural. • Podajnik wedlug wynalazku stanowi slimak osadzony ciasno w obudowie, na wewnetrznej stronie, której wykonane sa prowadnice spiralne przeciwskretne do kierunku uzwojenia slimaka. W podajniku wedlug wynalazku surowce bardzo lekkie jak sloma rzepakowa, bagassa, kora drzewna, zreby drzewne, luski owsiane lub inne w czasie transportu w slimaku zmiazdza sie tworzac u wylotu uformowany zbity wytlok, a ten nastepnie wychodzac z podajnika w czesci rozwartego stozka, którym zakonczona jest obudowa podajnika, ulega rozpulchnieniu za pomoca pary z hydrolizera furfuralu pracujacego pod cisnieniem rzedu 10—20 atmosfer.

W obudowie slimaka wyzlobione sa spiralne prowadnice o przekrojach zwojów prostokatnych, pólkolistych trapezowych lub trójkatnych i przeciwnym kierunku linii spiralnych do linii spiralnych slimaka, przy czym slimak osadzony na wale posiada stosunek dlugosci do srednicy wynoszacy 1—20 :1, zas stosunek jego srednicy do skoku zwojów slimaka wynosi 1 :0,5—3 natomiast stosunek ilosci zwojów prowadnic do ilosci zwojów slimaka wynosi 1—3 :1. Podczas obrotu walu zwoje stykaja sie grzbietami ze zwojami tworzac komory. Na zewnetrznej stronie obudowy znajduje sie lej ewentualnie ze slimakiem doprowadzajacym surowce. Obudowa zamknieta jest z jednej strony pokrywa przez która przechodzi wal obrotowy z lozyskiem oporowym. Natomiast druga strona obudowy polaczona jest ze stozkiem, którego stosunek srednic wynosi 1 :0,5—1, polaczonym z czescia cylindryczna formujaca wytlok, o stosunku srednicy do dlugosci cylindra 1 :0,1—1, przy czym cylinder polaczony jest ze stozkiem zakonczonym czescia rozwarta o stosunku srednic 1 :1,5—3 wzglednie czesc rury wprowadzona jest w stozek.

Podczas obrotu slimaka szczyty prowadnic lacza sie na styk ze szczytami zwojów slimaka. Tak wiec material podawany stlacza sie w komorach utworzonych miedzy zwojami slimaka transportujacego i miedzy zwojami spirali wykonanymi na nieruchomej obudowie. Takie rozwiazanie gwarantuje przesuw materialu wylacznie w jednym kierunku, to jest transport od miejsca wprowadzania do wyjscia rozpulchnionego przez pare surowca do hydrolizera pracujacego pod cisnieniem. Zastosowanie w rozwiazaniu kierunku dwu linii spiralnych daje miedzy zwojami kanaly slimakowe przez które przesuwa sie material stale w jednym kierunku bez spietrzania sie i tworzenia czopów. Wal na którym skonstruowany jest slimak od strony napedu wychodzi przez 'pokrywe poprzez lozysko oporowe. Korek oporowy tworzacy sie na szczycie slimaka zabezpiecza przed przebiciem pary z hydrolizera do zbiornika surowców. Podajnik posiada taka konstrukcje, ze mozna go stosowac do transportu i tloczenia róznych scisliwych surowców roslinnych.

Podajnik doprowadzajacy surowce roslinne do hydrolizera przy produkqi furfuralu wedlug wynalazku przedstawiony jest w przekroju podluznym na zalaczonym rysunku (fig. 1). Podajnik skladajacy sie z obudowy 1 posiadajacej po stronie wewnetrznej prowadnice 2, slimaka 4 osadzonego na wale obrotowym 5, ciasno w obudowie, z czescia odprowadzajaca material, sprzezony jest z hydrolizerem furfuralu.

Wykonane po stronie wewnetrznej obudowy 1, spiralne prowadnice 2 utworzone z szeregu zwojów 3, posiadaja przekroje pólkoliste, prostokatne, trójkatne lub trapezowe. Slimak 4 znajduje sie na wale obrotowym 5 i jego wymiary sa tak dobrane, by stosunek dlugosci slimaka do jego srednicy wynosil 1—20 :1. Zwoje 6 na slimaku 4 posiadaja przeciwny kierunek skretu w stosunku do zwojów 3 na obudowie 1. Stosunek srednicy slimaka 4 do skoku zwojów 6 wynosi 1 :0,5-3. Natomiast stosunek ilosci zwojów 3 na prowadnicach 2, do ilosci zwojów 6 na slimaku 4 wynosi 1—3:1. Podczas obrotu walu 5 grzbiety zwojów 6 stykaja sie z gzbietami zwojów 3, tak ze szczelina na styku jest minimalna rzedu dziesietnych milimetra gwarantujaca jedynie mozliwosc przesuwania sie zwojów.

Transportowany material przesuwa sie w komorach 7 miedzy zwojami w jednym kierunku, zwoje stykajace sie szczelnie uniemozliwiaja nawrót surowca.

Podajnik posiada na zewnetrznej stronie obudowy 1 lej 8 sluzacy do doprowadzania surowca. Lej ten alternatywnie wyposazony jest w slimak 9 o typowej konstrukcji, w przypadku podawania surowca ó bardzo100451 3 malym ciezarze wlasciwym, trudnym do wprowadzania do leja, ze wzgledu na jego wywiewanie podczas wprowadzania. Obudowa slimaka od strony doprowadzania surowca zamknieta jest pokrywa 10, przez która przechodzi wal obrotowy 5 z lozyskiem oporowym 11, Na koncu podajnika obudowy znajduje sie stozek 12 którego stosunek srednicy poczatkowej od strony polaczenia z obudowa do srednicy koncowej od strony wylotu wynosi 1 :0,5-1. W stozku nastepuje stloczenie sie surowca na skutek zmniejszenia przekroju powierzchni tloczenia.

Dla uformowania wytloku koniec stozka 12 polaczony jest z cylindrem 13 przy czym stosunek srednicy czesci cylindrycznej 13 do dlugosci cylindra wynosi 1 :0,1—1. Druga strona czesci cylindrycznej 13 polaczona jest z czescia stozkowa 14 wprowadzana do hydrolizera czescia rozwarta. Stosunek srednicy poczatkowej do koncowej tego stozka wynosi 1 :1,5—3.

Alternatywnie czesc cylindryczna wchodzi w postaci rury do stozka 14 na pewna glebokosc. Pozwala to na wyprowadzenie wytloku w przestrzeni otaczajacej pary pod cisnieniem, obejmujacej wokól wyprowadzany material. Umozliwia to w sposób bardziej efektywny rozluznienie materialu stloczonego, w wyniku czego do hydrolizera furfuralu wchodzi material rozdrobniony.

Przyklad I. Wykonano podajnik slimakowy o wymiarach: srednica slimaka podajacego 40 mm, ilosc zwoi 14, skok 40 mm. Obudowe zewnetrzna 1 stanowi rura o srednicy 50 mm, w której wspawano prowadnice srubowe 2 skladajace sie z trzech równoleglych spiral, o skoku 87 mm. srednica wewnetrzna tak skonstruowanej obudowy wynosi 41 mm a dlugosci pomiedzy zwojami 3 prowadnic 29 mm. slimak 4 podlaczono do przekladni bezstópniowej napedzany silnikiem elektrycznym o mocy 0,8 KW. Podajnik opisanej konstrukcji podlaczono do hydrolizera w którym utrzymywano nadcisnienie pary wodnej o cisnieniu 12atn. Do zasypu 8 podajnika slimakowego wsypano 1 kg pocietej sieczki slomy rzepakowej. Po uruchomieniu przekladni walu 5 material w postaci sieczki slomy rzepakowej z zasypu 8 pobierany byl przez slimak 4, w którym równoczesnie ulegal sprezaniu w wyniku istniejacego na wylocie krócca przewezenia 12. Po wytworzeniu sie szczelnego pakietu zbitej slomy w króccu wylotowym 13 podlaczane przewodem 14 pare o nadcisnieniu 12 atn. Cisnienie kontrolowano na manometrze. W trakcie próby podawania nie obserwowano zatrzymania sie materialu w podajniku slimakowym lub przebicia zwrotnego pary poprzez podajnik do zasypu 8. Wydajnosc podawania slomy rzepakowej przy 25 obr/min wynosila 4 kg/godz.

Przyklad II. Urzadzeniem jak w przykladzie I podawano rozdrobniona na sieczke bagasse. Podawanie odbywalo sie bez zaklócen, nie obserwowano zaczopowania podajnika ani przebicia zwrotnego pary przez podajnik. Przy obrotach slimaka 30 obr/min wydajnosc podawania wynosila 3,5 kg/godz.

Przyklad III. Podajnikiem jak w przykladzie I podawano rozdrobniona kore mimozowa po ekstrakcji i uzyskano podobnie pozytywny wynik bez zaczopowania podajnika i przebicia zwrotnego pary. Wydajnosc podawania wynosila 2 kg/godz przy 30 obr/min.

Przyklad IV. Podajnikiem jak w przykladzie I, podawano stozki drzewa bukowego uprzednio moczonego w wodzie. Material byl podawany bez zaklócen, uzyskujac wydajnosc 5 kg/godz przy 30 obr/min.

Przyklad V. Podajnikiem jak w przykladzie I podawano surowce wymienione w przykladach I—IV, z tym, ze zwiekszono cisnienie pary do 20 atn. Uzyskano ten sam pozytywny rezultat tloczenia wyzej wymienionych materialów bez zaczopowania materialu badz przebicia zwrotnego pary.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Podajnik doprowadzajacy surowce roslinne do hydrolizera przy produkcji furfuralu, skladajacy sie ze slimaka z napedem obrotowym, osadzonego ciasno w obudowie majacej po wewnetrznej stronie wyzlobienie spiralne, znamienny tym, ze na obudowie (1) po stronie wewnetrznej wyzlobione sa spiralne prowadnice (2) o przekrojach zwojów (3) prostokatnych pólkolistych trapezowych lub trójkatnych i przeciwnym kierunku linii spiralnych przeciwnych do linii spiralnych ;slimaka, przy czymslimak (4) osadzony na wale (5) posiada stosunek dlugosci do srednicy wynoszacy 1—20 :1, zas stosunek jego srednicy do skoku zwojów (6) slimaka wynosi 1 :0,5-3, natomiast stosunek ilosci zwojów (3) prowadnic (2) do ilosci zwojów (6) slimaka (4) wynosi 1—3:1, ponadto podczas obrotu walu (5) zwoje (6) stykaja sie grzbietami ze zwojami (3), tworzac komory (7), zas na zewnetrznej stronie obudowy (1) znajduje sie lej (8) ewentualnie ze slimakiem (9) doprowadzajacy surowce, a obudowa (1) zamknieta jest z jednej strony pokrywa (10) przez która przechodzi wal obrotowy (5) z lozyskiem oporowym (11), natomiast druga strona obudowy (1) polaczona jest ze stozkiem (12), którego stosunek srednic wynosi 1 :0,5—1, polaczonym z czescia cylindryczna (13) formujaca wytlok, o stosunku srednicy do dlugosci cylindra 1 :0,1—1, przy czym cylinder (13) polaczony jest ze stozkiem (14) zakonczonym czescia rozwarta o stosunku srednic 1 :1,5-3, wzglednie czesc rury (15) wprowadzona jest w stozek (14).100451 7 3 12 15 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl