RU2024290C1

RU2024290C1 - Device for granulating suspensions

Info

Publication number: RU2024290C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Сахаров
Original assignee: Владимир Николаевич Сахаров
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: granulation of liquid materials. SUBSTANCE: case is connected with rotating shaft through radial partitions, bushing, spinner. Suspension enters motionless receiving chamber and rotating case through branch pipe and emanates through perforated bottom in form of jets; then it enters space of granulation tower through drops. Blades of motionless rod which is mounted inside the case, stir suspension up close to perforated bottom. Case is mounted at an angle to vertical. Input branch pipe is fastened to top part inside lifted part of feeding chamber. EFFECT: improved efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к грануляционной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для гранулирования жидких материалов с суспендированными в них твердыми веществами, например при гранулировании из расплавов сложных минеральных удобрений. The invention relates to granulation technology and can be used in chemical and other industries for granulating liquid materials with suspended solids, for example, when granulating from melts of complex mineral fertilizers.

Известно устройство для разделения на множество капель определенного размера струй жидкости с содержащимся в ней суспендированным твердым веществом (патент ЕПВ N 0033717, кл. В 05 В 17/04 от 12.07.81 г.). A device is known for dividing into a plurality of drops a certain size of liquid jets with a suspended solid contained therein (EPO patent N 0033717, class B 05 B 17/04 of 07/12/81).

Известное устройство содержит вертикальный корпус, выполненный в виде тела вращения, с перфорированным дном и патрубком ввода жидкости. Внутри корпуса около перфорированного дна размещен связанный штоком с источником вертикальных колебаний горизонтальный диск с выполненными в нем сквозными каналами конической формы. The known device contains a vertical housing made in the form of a body of revolution, with a perforated bottom and a pipe for introducing fluid. Inside the case near the perforated bottom there is a horizontal disk connected with a rod with a source of vertical vibrations with through channels of conical shape made in it.

При работе диску сообщают колебания в вертикальной плоскости с частотой около 50 Гц. При этом внутри корпуса образуются направленные вверх циркулирующие потоки, поддерживающие твердое вещество, содержащееся в жидкости, во взвешенном состоянии. During operation, the disk is informed of vibrations in a vertical plane with a frequency of about 50 Hz. In this case, upward circulating flows are formed inside the body, supporting the solid substance contained in the liquid in suspension.

Недостатками известного устройства являются невысокие надежность в работе и технологические возможности, что поясняется следующим. The disadvantages of the known device are the low reliability and technological capabilities, which is illustrated by the following.

Известное устройство затруднительно использовать при переработке жидких материалов, содержащих твердые добавки, плотность которых значительна по величине, так как поддержание во взвешенном состоянии таких добавок требует значительной по величине амплитуды колебаний диска, что с одной стороны требует значительных затрат энергии на преодоление сопротивления жидкого материала, а с другой стороны оказывает негативное влияние на грансостав получаемого продукта вследствие возникновения в корпусе резких перепадов давления с частотой 50 Гц, которая не совпадает с требуемой частотой распада струй, величина которой, например, для расплавов минеральных удобрений, составляет обычно 450-650 Гц. Придание же диску колебаний с частотой 450-650 Гц и величиной амплитуды, необходимой для поддержания добавок во взвешенном состоянии, технически неосуществимо. The known device is difficult to use in the processing of liquid materials containing solid additives, the density of which is significant in size, since maintaining such additives in suspension requires a significant amplitude of disk vibrations, which on the one hand requires a significant expenditure of energy to overcome the resistance of the liquid material, and on the other hand, has a negative effect on the composition of the resulting product due to the occurrence of sudden pressure drops in the body with a frequency of 50 G C, which does not coincide with the required frequency of decay of the jets, the value of which, for example, for melts of mineral fertilizers, is usually 450-650 Hz. Giving the disk vibrations with a frequency of 450-650 Hz and the magnitude of the amplitude necessary to maintain the additives in suspension is technically impossible.

Значительные проблемы возникают также при использовании известного технического решения в грануляторах повышенной производительности, т.к. увеличение последней требует увеличения геометрических размеров дна для размещения в нем дополнительного количества отверстий, а следовательно и диаметра совершающего вертикальные колебания диска. Последнее вызывает необходимость значительного увеличения мощности привода колебательного движения, что снижает экономичность и надежность в работе. Significant problems also arise when using the known technical solution in granulators with increased productivity, because an increase in the latter requires an increase in the geometric dimensions of the bottom to accommodate an additional number of holes in it, and hence the diameter of the disk making vertical vibrations. The latter makes it necessary to significantly increase the drive power of the oscillatory motion, which reduces the efficiency and reliability of the work.

Кроме того, в известном устройстве невозможна полная ликвидация застойных зон жидкости, что приводит к осаждению твердых добавок и постепенной забивке части отверстий, что снижает надежность в работе и равномерность грансостава готового продукта. In addition, in the known device it is impossible to completely eliminate the stagnant zones of the liquid, which leads to the deposition of solid additives and the gradual clogging of part of the holes, which reduces the reliability and uniformity of the composition of the finished product.

Известно, кроме того, описанное в патенте Франции N 2093396, кл. В 01 J 2/00, 1970 - прототип, устройство для гранулирования суспензий, содержащее вертикальный корпус, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном и патрубком входа суспензии. Внутрь корпуса пропущен соединенный с приводом вращательного движения вал с установленными на нем в средней части пропеллерной мешалкой и в нижней части вблизи перфорированного дна пластинчатыми лопастями. Пластинчатые лопасти и пропеллерная мешалка могут вращаться с разной скоростью. При работе внутри корпуса происходит перемешивание суспензии, что по мнению авторов способствует поддержанию суспендированных частиц вещества во взвешенном состоянии и выведению их через перфорации дна из корпуса. It is also known, described in French patent N 2093396, cl. In 01 J 2/00, 1970 - a prototype, a device for granulating suspensions, containing a vertical body made in the form of a body of revolution with a perforated bottom and a pipe inlet of the suspension. A shaft connected to the rotary drive with a propeller stirrer mounted on it in the middle part and in the lower part near the perforated bottom by blade vanes is passed inside the housing. The blade vanes and propeller stirrer can rotate at different speeds. When working inside the body, the suspension is mixed, which, according to the authors, helps to keep suspended particles of the substance in suspension and remove them through the bottom perforations from the body.

Недостатком известного устройства является невозможность полной ликвидации застойных зон частиц суспендированного вещества. Это объясняется тем, что при вращении пластинчатых лопастей около перфорированного дна суспензия подвергается воздействию центробежных сил, в силу чего частицы суспендированного вещества направляются к периферии перфорированного дна, где воздействие центробежных сил прекращается, и они оседают, накапливаются и постепенно, начиная с периферии, забивают выходные отверстия дна. Это ведет к необходимости частых остановок для очистки, что снижает надежность в работе. Кроме того, область использования известного устройства также ограничена. Оно практически непригодно для переработки суспензий с высокими концентрациями и плотностью частиц суспендированного материала, т.к. в этом случае необходимо создание внутри корпуса повышенной турбулизации суспензии, что в свою очередь негативно влияет на стабильность истечения струй гранулируемой суспензии из диспергирующих отверстий дна. Последнее вызывает неравномерность грансостава продукта на выходе и значительное повышение количества мелкой фракции (пыли) на выходе, что приводит к потерям готового продукта, загрязнению окружающего воздуха. Кроме того, в этом случае также наблюдается колебание факела разбрызгиваемого вещества, что нарушает стабильность теплового обмена в грануляционной башне и приводит, как правило, к увеличению налипаний на стенки башни, т.е. также снижает надежность в работе. A disadvantage of the known device is the inability to completely eliminate the stagnant zones of particles of suspended matter. This is explained by the fact that when the lamellar blades rotate near the perforated bottom, the suspension is subjected to centrifugal forces, whereby particles of suspended matter are sent to the periphery of the perforated bottom, where the action of centrifugal forces ceases, and they settle, accumulate and gradually clog the days off from the periphery. bottom holes. This leads to the need for frequent stops for cleaning, which reduces reliability. In addition, the scope of the known device is also limited. It is practically unsuitable for processing suspensions with high concentrations and particle density of the suspended material, because in this case, it is necessary to create an increased turbulization of the suspension inside the housing, which in turn negatively affects the stability of the outflow of jets of granular suspension from the dispersing holes of the bottom. The latter causes uneven composition of the product at the outlet and a significant increase in the amount of fine fraction (dust) at the outlet, which leads to loss of the finished product, pollution of the surrounding air. In addition, in this case, the plume of the sprayed substance also fluctuates, which violates the stability of heat exchange in the granulation tower and, as a rule, leads to an increase in adhesion to the tower walls, i.e. also reduces reliability.

Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение области использования. The purpose of the invention is to increase reliability in operation and expand the scope of use.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для гранулирования суспензии, содержащее корпус, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном, размещенные в корпусе около дна лопасти, входной патрубок суспензии, снабжено неподвижной питающей камерой, расположенной в верхней части корпуса и уплотненной с ним, радиальными перегородками, размещенными по всей высоте периферийной части корпуса и питающей камеры, закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, расположенными в корпусе, при этом радиальные перегородки непосредственно соединены с корпусом и втулкой с обтекателем, периферийная кольцевая часть дна выполнена сплошной, лопасти установлены неподвижно, корпус установлен под углом к вертикали, и входной патрубок суспензии укреплен сверху в приподнятой части питающей камеры. This goal is achieved due to the fact that the device for granulating the suspension, comprising a housing made in the form of a body of revolution with a perforated bottom, placed in the housing near the bottom of the blade, the inlet of the suspension, is equipped with a stationary feed chamber located in the upper part of the housing and sealed with it radial partitions located along the entire height of the peripheral part of the housing and the supply chamber, mounted on a rotating rotary drive shaft with a fairing bush located in the housing, while e partitions are directly connected to the body and the cowl with the cowling, the peripheral annular part of the bottom is solid, the blades are fixed, the body is installed at an angle to the vertical, and the suspension inlet pipe is mounted from above in the raised part of the supply chamber.

Благодаря тому, что корпус установлен под углом к вертикали и снабжен радиальными перегородками, соединяющими его с закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, периферийная кольцевая часть дна выполнена сплошной и лопасти установлены неподвижно, предотвращается оседание и накапливание частиц суспендированного материала на перфорированную поверхность дна и забивка ими выходных диспергирующих отверстий, что обеспечивает высокую надежность в работе. Due to the fact that the casing is mounted at an angle to the vertical and is equipped with radial partitions connecting it with a cowl with a cowl mounted on a rotating rotary drive shaft, the peripheral ring part of the bottom is solid and the blades are fixed, the particles of suspended material are deposited and accumulated on the perforated bottom surface and clogging of the dispersing outlet holes by them, which ensures high operational reliability.

Благодаря тому, что устройство снабжено неподвижно питающей камерой, расположенной в верхней части корпуса и уплотненной с ним, радиальными перегородками, размещенными по всей высоте периферийной части корпуса и питающей камеры, закрепленной на приводном вращающемся валу втулкой с обтекателем, расположенными в корпусе, непосредственному соединению радиальных перегородок с корпусом и втулкой с обтекателем, и укреплению входного патрубка суспензии сверху в приподнятой части питающей камеры, обеспечивается непрерывная транспортировка оседающих в нижнюю часть наклоненного к вертикали корпуса суспендированных частиц независимо от их плотности в верхнюю часть корпуса, вымывание их вверху (во время прохождения каждой секции, образованной соседними радиальными перегородками, стенками питающей камеры, корпуса и втулкой с обтекателем, под питающим патрубком перерабатываемой суспензии) и смешение этих отмытых частиц с потоком вновь поступающей на переработку суспензии, и далее выведению их через выходные перфорации дна. Таким образом полностью ликвидируются все застойные зоны и отложения суспендированных частиц, что повышает надежность в работе и значительно расширяет область использования устройства за счет появляющейся возможности использования для переработки суспензий с повышенными концентрациями и плотностями твердых частиц. Due to the fact that the device is equipped with a motionless supply chamber located in the upper part of the housing and sealed with it, radial partitions located along the entire height of the peripheral part of the housing and the supply chamber, mounted on a rotating rotary drive shaft with a cowl located in the housing, directly connecting the radial partitions with a housing and a cowl with a cowl, and the suspension inlet pipe is strengthened from above in the raised part of the supply chamber, continuous transportation is ensured suspended particles deposited in the lower part of the housing inclined toward the vertical, irrespective of their density, in the upper part of the housing, flushing them at the top (during the passage of each section formed by adjacent radial partitions, the walls of the supply chamber, the housing, and the cowling with the cowling, under the feed pipe of the processed suspension) and mixing these washed particles with a stream of the slurry newly entering the processing, and then removing them through the outlet bottom perforations. Thus, all stagnant zones and deposits of suspended particles are completely eliminated, which increases reliability in operation and significantly expands the field of use of the device due to the emerging possibility of using suspensions with increased concentrations and densities of solid particles for processing.

В известных технических решениях не обнаружены указанные отличительные признаки в их совокупности. In the known technical solutions are not found these distinctive features in their entirety.

На фиг.1 изображено предложенное устройство, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема установки устройства в проеме грануляционной башни. Figure 1 shows the proposed device, a section; figure 2 - section aa in fig. 1; figure 3 is a section bB in figure 1; figure 4 - installation diagram of the device in the opening of the granulation tower.

Устройство для гранулирования суспензии включает установленный под углом к вертикали корпус 1, выполненный в виде тела вращения с перфорированным дном 2. В верхней части корпус 1 снабжен неподвижной цилиндрической питающей камерой 3, уплотненной с корпусом сальником 4. В приподнятой части питающей камеры 3 сверху смонтирован входной патрубок 5 суспензии. Периферийная кольцевая часть дна 2 шириной "S" выполнена сплошной. Внутрь корпуса 1 и приемной камеры 3 пропущен полый приводной вращающийся вал 6, на котором с помощью гайки 7 закреплена втулка 8 с обтекателем 9. Внутри по всей высоте периферийной части корпуса 1 и питающей камеры 3 на одинаковом расстоянии друг от друга смонтированы радиальные перегородки 10, упирающиеся в сплошную кольцевую часть дна 2 и неподвижно соединенные непосредственно с корпусом 1, втулкой 8 и обтекателем 9. Через приводной полый вал 6 пропущен неподвижный шток 11, на конце которого около перфорированной зоны дна 2 неподвижно установлены лопасти 12. Уплотнение вала 6 обеспечивается снаружи сальником 13, изнутри - манжетой 14. На перекрытии 15 грануляционной башни устройство смонтировано с помощью кронштейнов 16. Для приведения вала 6 во вращение служит тихоходный электропривод 17. The device for granulating the suspension includes a housing 1, mounted at an angle to the vertical, made in the form of a body of revolution with a perforated bottom 2. In the upper part, the housing 1 is equipped with a fixed cylindrical feed chamber 3, sealed with the housing with a gland 4. In the raised part of the feed chamber 3, the input pipe 5 suspension. The peripheral annular part of the bottom 2 with a width of "S" is solid. A hollow rotary drive shaft 6 is passed inside the housing 1 and the receiving chamber 3, on which a sleeve 8 with a fairing 9 is mounted using a nut 7. Inside the entire height of the peripheral part of the housing 1 and the supply chamber 3, radial partitions 10 are mounted at the same distance from each other, abutting in the continuous annular part of the bottom 2 and fixedly connected directly to the housing 1, the sleeve 8 and the fairing 9. A stationary rod 11 is passed through the drive hollow shaft 6, at the end of which is fixedly mounted near the perforated zone of the bottom 2 The blades 12. The sealing of the shaft 6 is provided on the outside by the gland 13, on the inside by the cuff 14. On the floor 15 of the granulation tower, the device is mounted using brackets 16. A low-speed electric drive 17 is used to bring the shaft 6 into rotation.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

От привода 17 медленное (1-20 об/мин) вращательное движение сообщается валу 6 и от него соответственно втулке 8 с обтекателем 9, радиальным перегородкам 10 и корпусу 1 с перфорированным дном 2. Гранулируемая суспензия подается во входной патрубок 5 и поступает в приемную камеру 3 и корпус 1 с перфорированным дном 2 и истекает в виде струй в полость грануляционной башни, которые распадаются на капли и при охлаждении (нагревании) в газообразном агенте превращаются в гранулы. При вращении дна 2 с корпусом 1 происходит взмучивание суспензии неподвижными лопастями 12 непосредственно около перфораций дна 2, что препятствует забивке их частицами суспендированного вещества и обеспечивает повышенную надежность в работе и равномерный грансостав. Оседающие же в корпусе частицы суспендированного вещества под действием гравитационной силы частично выводятся подходящими потоками через выходные перфорации дна 2 наружу, а частично направляются в нижнюю неперфорированную зону дна 2, захватываются радиальными перегородками 10 и неперемещаются при вращении корпуса 1 в верхнюю (приподнятую) область перфорированного дна 2, откуда они вновь вымываются подаваемой на гранулирование суспензией и выводятся наружу. Благодаря тому, что входной патрубок 5 суспензии размещен в приподнятой части питающей камеры 3, а все внутреннее пространство камеры 3 и корпуса 1 разделено на отдельные сектора (а, б, в, г, д, е, ж, з), периодически, в верхнем положении каждого сектора, обеспечивается преимущественный (повышенный) по сравнению с другими секторами расход суспензии через этот сектор, направляемой к перфорированному дну 2, что препятствует образованию в этом секторе застойных зон и отложений суспендированного материала. From the drive 17, a slow (1-20 rpm) rotational movement is communicated to the shaft 6 and from it, respectively, to the sleeve 8 with the fairing 9, the radial partitions 10 and the housing 1 with the perforated bottom 2. The granulated suspension is fed into the inlet pipe 5 and enters the receiving chamber 3 and the housing 1 with a perforated bottom 2 and flows in the form of jets into the cavity of the granulation tower, which disintegrate into droplets and when cooled (heated) in a gaseous agent turn into granules. When the bottom 2 rotates with the housing 1, the suspension is stirred up with fixed blades 12 directly near the perforations of the bottom 2, which prevents particles of the suspended substance from clogging them and provides increased reliability and uniform grain size. On the other hand, particles of suspended matter settling in the casing under the action of gravitational force are partially removed by suitable flows through the output perforations of the bottom 2 to the outside, partly directed to the lower non-perforated zone of the bottom 2, captured by the radial partitions 10 and do not move when the housing 1 rotates to the upper (raised) region of the perforated bottom 2, from where they are again washed out by the suspension supplied to the granulation and brought out. Due to the fact that the inlet pipe 5 of the suspension is located in the raised part of the supply chamber 3, and the entire internal space of the chamber 3 and the housing 1 is divided into separate sectors (a, b, c, d, e, e, g, h), periodically, in the upper position of each sector, provides a preferential (increased) compared with other sectors, the flow rate of the suspension through this sector, directed to the perforated bottom 2, which prevents the formation of stagnant zones and deposits of suspended material in this sector.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными устройствами обеспечивает надежную работу и равномерный грансостав продукта на выходе при переработке суспензии с более высокими концентрациями и плотностью суспендированных частиц, надежнее, экономичнее и удобнее в работе, за счет отсутствия застойных зон и самоочистки выходных отверстий. The proposed device in comparison with known devices provides reliable operation and uniform composition of the product at the outlet when processing slurries with higher concentrations and density of suspended particles, more reliable, economical and more convenient in operation, due to the absence of stagnant zones and self-cleaning of outlet openings.

Claims

DEVICE FOR GRANULATING SUSPENSIONS, comprising a housing made in the form of a body of revolution with a perforated bottom, located in the housing near the bottom of the blade, an inlet of the suspension, characterized in that the housing is mounted for rotation at low speed, the device is equipped with a stationary covering the upper part of the housing and sealed with it a cylindrical shell forming a feed chamber under pressure, radial partitions, each of which is placed along the entire height of the inner side surface of the housing and the chamber, mounted on the drive shaft with a cowl with a cowl located above the perforation of the bottom of the body, each radial partition being directly connected to the body and the sleeve with a cowl, the peripheral annular part of the bottom is solid, the blades are fixed, the body is installed at an angle to the vertical and the input the suspension pipe is mounted on top of the raised portion of the feed chamber.