RU1768270C - Установка дл получени гранул - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к установке дл  получени  гранул и позвол ет повысить качество продукта, снизить его потерю и увеличить производительность. Установка дл  получени  гранул содержит устройство дл  хранени  и подачи жидкости, генератор капель, выполненный в виде емкости, снабженной соплом дл  истечени  жидкости и двум  пьезоэлементами, смонтированными вдоль вертикальных стенок емкости напротив друг друга. Установка снабжена трубой дл  предварительного охлаждени  капель, установленной между генератором капель и емкостью дл  замораживани  капель, и сублиматором с нагревателем. 5 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к конструкци м установок дл  получени  гранул методом криодисперсной технологии.

Известна лабораторна  установка дл  получени  порошкообразных материалов, включающа  устройство хранени  и подачи жидкости, устройство распылени  жидкости , устройство дл  замораживани  капель раствора, устройство дл  сублимационной сушки, состо щее из камеры, приспособлени  дл  создани  вакуума внутри этой камеры , полки дл  продукта, наход щейс  внутри этой камеры, приспособлени  дл  нагревани  или охлаждени  указанной полки , охлаждаемого приспособлени , служащего дл  конденсации паров растворител , устройство дл  термообработки продукта, получаемого после сублимационной обработки .

Известна  установка имеет большое количество недостатков, наиболее существенными из которых  вл ютс  невозможность получени  замороженных частиц контролируемых и достаточно малых размеров (менее 0,1 мм диаметром) и большой унос продукта при сублимационной сушке вследствие полидисперсности продукта и контактного подвода тепла.

Известна также лабораторна  установка дл  получени  порошкообраных материалов криохимическим способом, включающа  блок хранени  и подачи жидкости , содержащий баллон с инертным по отношению к исходному раствору газом с давлением 10-140 атм.. который соединен через редукторы и шланги с термостатируе- мой емкостью дл  жидкости, генератор капель , содержащий корпус, в котором размещен пьезоэлемент. фильтр фильера и

XI

О 00

го -ч

о

цилиндр дл  зар да капель пьезозлемент. размещенный в генераторе капель ней с генератором синусоидальных колебаний , зар дный цилиндр соединен с источником посто нного напр жени , устройство .мораживани  капель выполненное в виде термостата, цилиндрической емкости дл  хладагента и цилиндрического стакана с сетчатым днищем сублиматор состо щий из обечайки с боковыми крышами и смотровыми окнами. Внутри обечайки размещены противни, накрытые сетчатыми крышками, нагреватели, конденсатор. Сублиматор соединен трубопроводом с вакуум- насосом.

Известна  установка имеет большое количество серьезных недостатков, наиболее существенными из которых  вл ютс  потери продукта на стадии разбиени  струи на капли вследствие образовани  саттеллитов и неравномерности зар дки капель, низкое качество продукта вследствие слипани  гранул во врем  плавани  их на поверхности хладагента.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества получаемого материала, снижение его потерь и увеличение производительности установки.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в установке дл  получени  монодисперсных гранул, включающий устройство дл  хранени  и подачи жидкости, соосно размещенные генератор капель и устройство замораживани  гранул, а также сублиматор, генератор капель выполнен в виде цилиндра , снабженного полостью дл  жидкости, закрытой с двух сторон двум  пьезоэлемен- тами, колеблющимис  синфазно.

Дл  предотвращени  слипани  капель во врем  плавани  их в жидком азоте установка снабжена блоком предварительного конвективного замораживани  капель в парах азота, расположенного под генератором капель и соосно с ним.

Нагреватель сублиматора выполнен в виде навитого спирально нагревательного кабел  у которого центральна  нихромова  жила в изол ции их оксида магни  помешена в оболочку из нержавеющей стали, а сам сублиматор снабжен дополнительной азотной ловушкой.

На фиг. 1 изображена технологическа  схема установки; на фиг.2 - устройство дл  хранени  и подачи жидкости на фиг. 3 - генератор капель; на фиг. 4 - устройство дл  замораживани  капель: на фиг 5 - сублиматор .

Установка содержит устройство дл  хранени  и подачи жидкости 1, генератор монодисперсных капель 2, устройство дл 

замораживани  капель 3, сублиматор 4, сосуд с жидким азотом 5, генератор синусоидальных колебаний 5. устройство дл  контоол  температуры 7, устройство контрол  давлени  в сублиматоре 8, Устройство дл  хранени  и подачи жидкости (см. фиг.2) содержит компрессор 9, баллон со сжатым «оздухом 10, редуктор 11 ресивер 12, манометр 13. заправочный бак 14, фильтр 15,

0 расходный бак 16, электромагнитный клапан 17. Генератор капель (см. фиг.З) содержит емкость 18, пьезоэлементы 19, сменную фильеру 20, уплотнительную прокладку 21, накидную гайку 22.

5Устройство дл  замораживани  капель

(см фиг.4) содержит охлаждаемую неподвижную трубу 23 дл  предварительного охлаждени , подвижную трубу 24, теплоизол цию 25. навитый спирально трубопровод0 дл  жидкого азота 26, нагреватель 27, стакан с сетчатым дном 28, теплоизолированную емкость дл  замораживани  капель 29. На фиг,5 изображен сублиматор, который содержит обечайку 30, тепловые экраны

5 31, экран с жалюзи 32, камеры сублимаций 33, камеру десублимации 34, нагреватели 35, поддоны дл  сушки гранул 36, сетчатые крышки поддонов 37. конденсатор 38, азотную ловушку 39, вентили дл  слива конден0 сага 40 и 41.

Установка работает следующим образом .

Раствор заливаетс  в заправочный бак 1 и под давлением, создаваемым баллоном

5 10. либо компрессором 9 перетекает через систему фильтров 15 в расходный бак 16. После заполнени  расходного бака газова  магистраль к заправочному баку перекрываетс  и бак соедин етс  с атмосферой. Под

0 действием давлени  раствор из расходного бака подаетс  к генератору капель 2. Дл  предотвращени  образовани  газовой пробки в генераторе капель имеетс  электромагнитный клапан 17, который открыва5 етс  в момент заполнени  генератора раствором. После заполнени  раствором генератора капель включаетс  в работу генератор колебаний, который подает сигнал на пьезоэлементы 19. колеблющиес  синфаз0 но и расположенные вдоль вертикальных стенок емкости, в результате чего механические колебани  пьезоэлементов провод т к разбиению струи (или струй) на поток капель , диаметр которых однозначно св зан с

5 диаметром фильеры Поток капель направл ют в устройство замораживани  капель. Пролета  внутри предварительно захоло- женных труб 23 и 24, капли кристаллизуютс  в парах азота, попадают в жидкий азот и оседают на дно стакчча с сетчатым дном 28,

который вставлен в теплоизолированную емкость 29 с жидким азотом. Охлаждение трубы 23 обеспечивают циркул цией жидкого азота по спирально навитой трубке 26. Нагреватель 27, закрепленный на нижнем конце подвижной трубки 24 обеспечивает конвекцию паров азота внутри труб. После окончани  процесса гранул ции стакан 28 извлекают из емкости 29. Полученные гранулы размешают равномерно на поддоны 36 сублиматора 4, закрывают сетками поддонов 37, после чего сублиматор герметизируют и начинают его откачку. При достижении вакуума пор дка 1 тор в конденсатор 38 и азотную ловушку 39 заливают жидкий азот и включают нагреватели 35, которые представл ют собой навитый спирально на плоский щит нагревательный кабель, у которого нихромова  жила в изол ции из окиси магни  помешена в оболочку из нержавеющей стали.

По окончании процесса сублимационной сушки высушенные гранулы отправл ютс  дл  дальнейшей обработки.

Эффективность предлагаемого технического решени  по сравнению с прототипом выражаетс  в том. что конструкци  генератора капель, а именно,бинарна  схема синфазно колеблющихс  пьезоэлемен- тов позвол ет существенно увеличить энергию возбуждени , что коренным образом вли ет на распад струи, следовательно, кажда  капл  в потоке имеет абсолютно одинаковые размеры и находитс  в одинаковых услови х, что в свою очередь обеспечивает идентичность состава и внутренней структуры конечного продукта (гранул).

За вленна  конструкци  генератора капель в отличие от прототипа обеспечивает удаление газовых пузырей из объема диспергируемой жидкости, что гарантирует от по влени  эффекта кавитации в струе при выходе из генератора, и. следовательно, преп тствует образованию сателлитов.

В отличие от конструкции прототипа пьезоэлементы не нагружены массой самого генератора, следовательно, сам корпус генератора не вносит дополнительных искажающих гармоник в частотную характеристику генератора, что немаловажно дл  монодисперсного распада струи.

Одновременно с этим така  конструкци  генератора позвол ет легко увеличить производительность установки, измен   число фильер и количество отверстий в фильере.

Высока  стабильность давлени  в расходом баке и фиксированна  амплитуда и частота колебаний пьезоэлементов (они однозначно завис т от вида жидкости и

диаметра фильеры) также обеспечивают высокую степень монодисперсности получающихс  капель и отсутствие сателлитов.

В предлагаемой установке дл  предотвращени  дроблени  и слипани  капель и обеспечени  равномерного охлаждени  используетс  предварительное охлаждение, осуществл емое в парах криоагента, направл емых в подвижную трубу. Использо0 вание подвижной трубы необходимо дл  регулировани  толщины и температуры замороженного поверхностного сло ,котора  оказывает решающее вли ние на монодисперсность и сферичность получаемых гра5 нул. Поверхностный замороженный слой необходим только дл  того, чтобы обеспечить твердую оболочку, предотвращающую каплю от деформации при соприкосновении с поверхностью хладагента и иметь темпе0 ратуру, не превышающую температуру второго кризиса кипени , чтобы капл  сразу утонула. Излишне толста  оболочка приводит к снижению скорости охлаждени  капли и нарушению внутренней структуры, так как

5 интенсивность охлаждени  в парах криа- гента меньше, чем в жидком криагенте. В насто щее врем  не разработана теори  расчета оптимальной толщины оболочки поэтому использование подвижной трубы

0 позвол ет эмпирически установить необходимую высоту пролета капли в парах криа- гента. а следовательно, и оптимальную толщину замороженной оболочки Таким образом, использование бпока предвари5 тельного конвективного замораживани  .&- пель в парах азота существенно уменьшав процент брака и позвол ет отказатьс  ci процесса просеивани  гранул по окончании процесса сушки.

0

Claims (1)

1. Формула изобретени  Установка дл  получени  гранул.содержаща  устройство дл  хранени  и подачи жидкости, генератор капель, выполненный

   5 в виде емкости с соплом дл  истечени  жидкости и пьезоэлементом. генератор колебаний , подсоединенный к пьезоэлементу, установленному под генератором капель, емкость дл  замораживани  капель и субли0 матор с нагревател ми, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  качества продукта, снижени  его потерь и увеличени  производительности установки, генератор капель содержит два пьезоэлемента,

   5 смонтированных вдоль вертикальных стенок емкости напротив друг друга, и установка снабжена колонной дл  предварительного охлаждени  капель, установленной между генератором капель и емкостью дл  замораживани  капель.

   о r- см

   со со

   д. Л

   т

   Ј

   J3-M-

   °ь

   1

   I

   I

   J

   V

   t

   t

   -Гх5г-

   к 1

   гси

   N

   I

   -frr

   ij F

   )

   Редактор

   Ь EL Фиг 5 Составитель Т Ермакова Техред М МоргенталКорректор Т Вашкович

   itir.4