RU2185231C2

RU2185231C2 - Liquid material granulating apparatus

Info

Publication number: RU2185231C2
Application number: RU2000110484A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Сахаров
Original assignee: Сахаров Владимир Николаевич
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2002-07-20

Abstract

FIELD: granulating equipment. SUBSTANCE: apparatus has housing mounted for rotation and provided with perforated side wall, distributing grid and sleeve immovably fixed in housing. Transverse walls are fixed on sleeve for forming peripheral annular sections inside sleeve. Additional transverse partition walls are mounted on the outside of sleeve, under said partition walls to define in conjunction with them paired walls. Sleeve wall potions between pairs of partition walls are made continuous. Through slots are formed beyond paired partitions. Apparatus may be used for granulating liquid materials by spraying thereof with following cooling or drying drops in cavity of granulating column, for example for producing complex mineral fertilizers. EFFECT: increased efficiency and improved quality of granulated material by providing uniform feeding of granulated material to discharge openings in housing. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике гранулирования жидких материалов путем их разбрызгивания и охлаждения или сушки капель в полости грануляционной башни, например в производствах сложных минеральных удобрений (азофоски, известковой аммиачной селитры и др.). The invention relates to techniques for granulating liquid materials by spraying and cooling them or drying drops in the cavity of a granulation tower, for example, in the production of complex mineral fertilizers (azofoski, lime ammonium nitrate, etc.).

Известно устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями (патент России 1734271, кл. В 01 J 2/02 от 1993 г.), содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане с образованием зазора с перфорированной боковой стенкой поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз диаметрами, разделяющими полость корпуса и стакана на периферийные кольцевые секции. Поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде горизонтальных колец. A device for granulating solid melts (patent of Russia 1734271, class B 01 J 2/02 of 1993) containing a rotating body with a perforated side wall, a supply pipe with a distribution grid fixed at its outlet, a glass with lateral through grooves is known fixedly mounted in the housing coaxially with a gap, transverse annular partitions with diameters decreasing from top to bottom, separating the cavity of the housing and the glass mounted on the glass to form a gap with a perforated side wall and on the peripheral ring sections. Cross annular partitions are made in the form of horizontal rings.

При работе расплав с твердыми включениями в виде отдельных ламинарных потоков, образованных после прохождения распределительной решетки, подается на соответствующие поперечные кольцевые перегородки и далее - к вращающейся перфорированной боковой стенке корпуса. Так как стакан с поперечными кольцевыми перегородками установлен неподвижно, то при вращении корпуса с перфорированной боковой стенкой возникает эффект "проскальзывания" жидкого материала около этой вращающейся стенки (расплав движется внутри корпуса с угловой скоростью, значительно меньшей угловой скорости корпуса). Это заставляет жидкий материал поступать в выходные отверстия почти тангенциально и дает возможность значительно увеличить сечение выходных отверстий, например, до 3,6-4,6 мм, что, с одной стороны, предотвращает их засорение содержащимися в жидком материале твердыми включениями, а с другой стороны, обеспечивает получение основной фракции 1,0-6,0 мм гранул около 85%. Так как при "проскальзывании" жидкого материала около вращающейся перфорированной стенки каждое ее выходное отверстие работает неполным сечением, на выходе образуется тонкая струя жидкого материала, которая затем распадается на капли (гранулы). При этом значительно уменьшается диаметр факела разбрызгиваемого материала. During operation, the melt with solid inclusions in the form of separate laminar flows formed after the passage of the distribution grid is fed to the respective transverse annular partitions and then to the rotating perforated side wall of the housing. Since the glass with transverse annular partitions is fixedly mounted, when the casing with the perforated side wall rotates, the effect of “slipping” of the liquid material near this rotating wall occurs (the melt moves inside the casing with an angular velocity much lower than the angular velocity of the casing). This causes the liquid material to enter the outlet openings almost tangentially and makes it possible to significantly increase the cross section of the outlet openings, for example, to 3.6-4.6 mm, which, on the one hand, prevents them from clogging with solid inclusions contained in the liquid material, and on the other hand, provides the main fraction of 1.0-6.0 mm granules of about 85%. Since when the liquid material “slips” near the rotating perforated wall, each of its outlet openings has an incomplete section, a thin stream of liquid material forms at the outlet, which then breaks up into droplets (granules). This significantly reduces the diameter of the torch of the sprayed material.

Основным недостатком известного устройства является низкая равномерность грансостава готового продукта на выходе. Данный недостаток обусловлен тем, что поперечные кольцевые перегородки, закрепленные на неподвижном стакане, выполнены в виде горизонтальных колец. Поэтому поступающий сверху на горизонтальную поверхность соответствующей перегородки поток расплава, предназначенный для переработки соответствующей периферийной секцией гранулятора, распространяется по горизонтальной поверхности кольцевой перегородки в обе стороны: и к периферии, и к центру. Его значительная часть переливается вниз на следующую перегородку, что турбулизирует потоки расплава, поступающего на каждую нижерасположенную горизонтальную перегородку, затрудняя поступление расплава по ним к вращающейся перфорированной стенке корпуса. Нижние перегородки (секции) оказываются перегруженными гранулируемым жидким материалом, что нарушает равномерное распределение расплава по высоте корпуса гранулятора. The main disadvantage of the known device is the low uniformity of the granular composition of the finished product at the output. This disadvantage is due to the fact that the transverse annular partitions mounted on a fixed cup are made in the form of horizontal rings. Therefore, the melt flow coming from above onto the horizontal surface of the corresponding partition, intended for processing by the corresponding peripheral section of the granulator, spreads along the horizontal surface of the annular partition in both directions: to the periphery and to the center. A significant part of it flows down to the next partition, which turbulizes the flow of melt entering each lower horizontal partition, making it difficult for the melt to flow through them to the rotating perforated wall of the casing. The lower partitions (sections) are overloaded with granular liquid material, which violates the uniform distribution of the melt along the height of the granulator body.

Известно, кроме того, устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями (патент Российской Федерации 1807604, кл. В 01 J 2/02 от 1993 г. - прототип), содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане с образованием зазора с перфорированной боковой стенкой корпуса поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз диаметрами, разделяющие полость корпуса и стакана на периферийные кольцевые секции. Поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде полых усеченных конусов, направленных вершиной вверх. It is also known a device for granulating solid melts (patent of the Russian Federation 1807604, class 01 J 2/02 of 1993 - prototype), containing a rotating housing with a perforated side wall, a supply pipe with a distribution pipe fixed at its outlet lattice, a glass with lateral through grooves, motionlessly mounted in the housing coaxially with a gap, transverse annular partitions with a dia TRAM separating the cavity of the body and the glass on the peripheral ring section. The transverse annular partitions are made in the form of hollow truncated cones directed upward.

При работе жидкий гранулируемый материал поступает через питающий патрубок с распределительной решеткой внутрь стакана, рассекается поперечными кольцевыми перегородками на отдельные ламинарные потоки, которые направляются в соответствующие периферийные кольцевые секции к вращающейся перфорированной боковой стенке корпуса и истекают наружу в виде отдельных струй, распадающихся затем на капли, которые в дальнейшем отверждаются и превращаются в гранулы. Это дает, по сравнению с ранее рассмотренной конструкцией, некоторое улучшение грансостава готового продукта на выходе. During operation, the liquid granular material enters through the supply pipe with the distribution grid into the cup, is dissected by transverse annular partitions into separate laminar flows, which are sent to the corresponding peripheral annular sections to the rotating perforated side wall of the body and flow out in the form of separate jets, then breaking up into drops, which subsequently cure and turn into granules. This gives, in comparison with the previously considered design, some improvement in the composition of the finished product at the output.

Основным недостатком известного устройства является то, что жидкий гранулируемый материал подается к вращающейся перфорированной стенке корпуса в каждую периферийную кольцевую секцию, образованную смежными поперечными кольцевыми перегородками, снизу. Это вызывает неравномерность загрузки выходных отверстий перфорированной стенки корпуса по высоте каждой периферийной кольцевой секции, и, как следствие, снижает равномерность грансостава продукта на выходе. Нижние отверстия перфорированной стенки каждой периферийной кольцевой секции перегружены и дают укрупненную фракцию гранул, верхние отверстия, наоборот, недогружены и дают более мелкую фракцию гранул ("пылят"). Увеличение же количества поперечных кольцевых перегородок (увеличение количества кольцевых секций) ведет к резкому снижению производительности устройства, так как приходится вынужденно уменьшать количество выходных отверстий в перфорированной стенке корпуса (выполнение выходных отверстий напротив наружных краев поперечных кольцевых перегородок недопустимо, т.к. они будут сильно "пылить"). Таким образом, известное устройство, вследствие неравномерного подвода жидкого материала к перфорированной стенке корпуса по высоте каждой кольцевой секции, не позволяет получать на выходе продукт с высокой равномерностью по грансоставу. Также наблюдается и повышенное содержание в продукте "ретура" (некондиционного продукта). The main disadvantage of the known device is that the liquid granular material is supplied to the rotating perforated wall of the housing in each peripheral annular section formed by adjacent transverse annular partitions from the bottom. This causes uneven loading of the outlet openings of the perforated wall of the housing along the height of each peripheral annular section, and, as a result, reduces the uniformity of the composition of the product at the outlet. The lower holes of the perforated wall of each peripheral annular section are overloaded and give an enlarged fraction of granules, the upper holes, on the contrary, are underloaded and give a finer fraction of granules ("dust"). An increase in the number of transverse annular partitions (an increase in the number of annular sections) leads to a sharp decrease in the productivity of the device, since it is necessary to reduce the number of outlet openings in the perforated wall of the housing (the implementation of outlet openings opposite the outer edges of the transverse annular partitions is unacceptable, since they will be strongly "dust"). Thus, the known device, due to the uneven supply of liquid material to the perforated wall of the housing along the height of each annular section, does not allow to obtain a product with high uniformity in grain size distribution at the output. Also, there is an increased content in the product of "retur" (substandard product).

Цель настоящего изобретения - повышение равномерности грансостава готового продукта на выходе. The purpose of the present invention is to increase the uniformity of the composition of the finished product at the output.

Указанная цель достигается тем, что устройство для гранулирования жидких материалов, содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающий патрубок с укрепленной на его выходе распределительной решеткой, стакан с боковыми сквозными пазами, неподвижно установленный в корпусе коаксиально с зазором, закрепленные на стакане поперечные кольцевые перегородки с уменьшающимися сверху вниз внутренними диаметрами, образующими в стакане периферийные кольцевые секции, снабжено дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, неподвижно установленными на стакане снаружи, каждая из которых расположена под соответствующей поперечной кольцевой перегородкой и образует с ней пару, при этом стакан на участках между образующими пару перегородками выполнен цельным, а боковые сквозные пазы выполнены только на участках стакана, расположенных за пределами пар. При этом дополнительные поперечные кольцевые перегородки могут быть выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз. This goal is achieved by the fact that a device for granulating liquid materials, comprising a rotating body with a perforated side wall, a supply pipe with a distribution grid fixed at its outlet, a glass with lateral through grooves, motionlessly mounted in the housing coaxially with a gap, transverse ring partitions fixed to the glass with inner diameters decreasing from top to bottom, forming peripheral annular sections in a glass, provided with additional transverse annular sections horns fixedly mounted on the glass from the outside, each of which is located under the corresponding transverse annular partition and forms a pair with it, while the glass in the sections between the pair forming partitions is made integral, and the lateral through grooves are made only in the sections of the glass located outside the pairs. In this case, additional transverse annular partitions can be made in the form of truncated cones directed downward.

Благодаря тому что устройство снабжено дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, неподвижно установленными на стакане снаружи, каждая из которых расположена под соответствующей поперечной кольцевой перегородкой и образует с ней пару, при этом стакан на участках между образующими пару перегородками выполнен цельным, а сквозные пазы выполнены только на участках стакана, расположенных за пределами пар, подвод гранулируемого жидкого материала в каждую кольцевую периферийную секцию корпуса, образованную соседними дополнительными поперечными кольцевыми перегородками, и далее к его перфорированной боковой стенке осуществляется сверху. Таким образом, в отличие от известных устройств, уменьшается давление гранулируемого жидкого материала на нижние ряды выходных отверстий боковой стенки вращающегося корпуса, расположенные вблизи дополнительных поперечных кольцевых перегородок, что снижает их перегрузку. Гранулируемый жидкий материал более равномерно распределяется по высоте каждой периферийной секции корпуса и всего корпуса в целом, что повышает равномерность грансостава на выходе. Due to the fact that the device is equipped with additional transverse annular partitions fixedly mounted on the glass from the outside, each of which is located under the corresponding transverse annular partition and forms a pair with it, while the glass in the sections between the pairing partitions is made whole, and through grooves are made only in sections cups located outside the pairs, the supply of granular liquid material into each annular peripheral section of the housing formed by adjacent with linear transverse annular partitions, and further to its perforated side wall is carried out from above. Thus, unlike the known devices, the pressure of the granulated liquid material decreases on the lower rows of the outlet openings of the side wall of the rotating casing located near additional transverse annular partitions, which reduces their overload. Granular liquid material is more evenly distributed along the height of each peripheral section of the housing and the entire housing as a whole, which increases the uniformity of the granular composition at the outlet.

За счет того что дополнительные поперечные кольцевые перегородки выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз, эффект разгрузки рядов выходных отверстий перфорированной боковой стенки вращающегося корпуса, находящихся над этими дополнительными поперечными кольцевыми перегородками еще более усиливается, что повышает равномерность распределения гранулируемого материала по высоте каждой периферийной секции корпуса, и, следовательно, грансостав готового продукта на выходе. Due to the fact that the additional transverse annular partitions are made in the form of truncated cones directed downward, the effect of unloading the rows of outlet openings of the perforated side wall of the rotating casing located above these additional transverse annular partitions is further enhanced, which increases the uniformity of the distribution of granular material along the height of each peripheral sections of the body, and, therefore, the granular composition of the finished product at the output.

В располагаемых нами источниках информации отсутствуют устройства с указанными отличительными признаками. The sources of information we have do not have devices with the indicated distinguishing features.

Сущность изобретения поясняется чертежами и описанием. The invention is illustrated by drawings and description.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе. Figure 1 shows a General view of the device in section.

На фиг.2 - вариант выполнения дополнительных поперечных кольцевых перегородок. Figure 2 is an embodiment of additional transverse annular partitions.

Устройство для гранулирования жидких материалов содержит вращающийся корпус 1 с перфорированной боковой стенкой, закрепленный на нижнем конце вала 2, верхний конец которого связан с приводом (на фиг. не показан) вращательного движения. В верхней части корпуса 1 неподвижно установлен питающий патрубок 3, на выходе которого размещена распределительная решетка 4, к которой неподвижно прикреплен одинаковой формы с корпусом 1, но меньшего диаметра, стакан 5 со сквозными пазами 6 для прохода гранулируемого материала. Стакан 5 расположен в корпусе 1 коаксиально с образованием между перфорированной стенкой корпуса 1 и стаканом 5 зазора величиной "S". На стакане 5 неподвижно закреплены поперечные кольцевые перегородки 7 с уменьшающимися сверху вниз внутренними диаметрами, разделяющие полость стакана 5 по высоте на периферийные кольцевые секции. Снаружи на стакане 5 неподвижно установлены дополнительные поперечные кольцевые перегородки 8, образующие со стенкой корпуса 1 незначительный по величина зазор "Q" (около 1,0 мм) и секционирующие по высоте периферийную полость корпуса 1 на отдельные кольцевые секции. Каждая дополнительная поперечная кольцевая перегородка 8, расположенная под соответствующей кольцевой перегородкой 7, образует с последней пару, при этом стакан 5 на участках между образующими пару перегородками 7 и 8 выполнен цельным, а сквозные пазы 6 для прохода гранулируемого материала к перфорированной стенке корпуса 1 выполнены только на участках стакана 5, расположенных за пределами пар. Перегородки 7 преимущественно выполняются в виде усеченных конусов, направленных вершиной вверх, так как дают лучшее разделение общего потока жидкого материала, поступающего в полость стакана, на отдельные кольцевые потоки, переправляемые затем через сквозные пазы 6 в периферийные кольцевые секции вращающегося корпуса 1, образованные дополнительными поперечными кольцевыми перегородками 8, и далее к перфорированной боковой стенке вращающегося корпуса 1. Дополнительные поперечные кольцевые перегородки 8 преимущественно выполняются горизонтальными, но могут быть выполнены в виде усеченных конусов, направленных вершиной вниз, что уменьшает подпор жидкого гранулируемого материала к расположенным вблизи них выходным отверстиям боковой перфорированной стенки корпуса 1 и таким образом снижает их перегрузку жидким материалом и, следовательно, повышает равномерность загрузки выходных отверстий по высоте в каждой периферийной секции корпуса 1, образованной перегородками 8. Кроме того, такое выполнение дополнительных поперечных кольцевых перегородок 8 значительно снижает абразивный износ этих перегородок 8 и боковой перфорированной стенки корпуса 1 вблизи них содержащимися в гранулируемом материале частицами твердых нерастворимых включений, что повышает надежность устройства в работе. Для герметизации полости устройства служит торцевое уплотнение 9. A device for granulating liquid materials contains a rotatable housing 1 with a perforated side wall, mounted on the lower end of the shaft 2, the upper end of which is connected to the rotational drive (not shown). In the upper part of the housing 1, a supply pipe 3 is fixedly mounted, at the outlet of which there is a distribution grid 4, to which a glass 5 with through grooves 6 for passage of the granulated material is fixedly of the same shape with the housing 1, but of a smaller diameter. The cup 5 is located in the housing 1 coaxially with the formation of an “S” gap between the perforated wall of the housing 1 and the cup 5. On the glass 5, the transverse annular partitions 7 are fixedly fixed with inner diameters decreasing from top to bottom, dividing the cavity of the glass 5 in height into peripheral ring sections. Outside, on the cup 5, additional transverse annular partitions 8 are fixedly mounted, forming a small gap “Q” (about 1.0 mm) with the wall of the housing 1 and sectioning the height of the peripheral cavity of the housing 1 into separate ring sections. Each additional transverse annular partition 8, located under the corresponding annular partition 7, forms a pair with the latter, while the glass 5 in the sections between the pairing partitions 7 and 8 is made whole, and the through grooves 6 for passage of the granulated material to the perforated wall of the housing 1 are made only on the sections of the glass 5, located outside of the pairs. Partitions 7 are mainly made in the form of truncated cones directed upward, as they give a better separation of the total flow of liquid material entering the cavity of the glass into separate annular flows, then forwarded through through grooves 6 into the peripheral annular sections of the rotating housing 1, formed by additional transverse annular partitions 8, and further to the perforated side wall of the rotating housing 1. Additional transverse annular partitions 8 are mainly performed mountains horizontal, but can be made in the form of truncated cones pointing downward, which reduces the back up of the liquid granular material to the outlet openings of the perforated side wall of the housing 1 located close to them and thus reduces their overload by the liquid material and, therefore, increases the uniformity of the outlet outlet loading the height in each peripheral section of the housing 1, formed by partitions 8. In addition, this embodiment of the additional transverse annular partitions 8 significantly reduces a razivny wear of these walls 8 and the perforated side wall of the housing 1 near them contained in the granulated particles of solid material insoluble inclusions, which increases the reliability of the device operation. To seal the cavity of the device is a mechanical seal 9.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Гранулируемый жидкий материал поступает через патрубок 3 к распределительной решетке 4 и в виде ламинарного потока направляется в стакан 5 с поперечными кольцевыми перегородками 7. Встречая на своем пути перегородки 7, жидкий гранулируемый материал разделяется на отдельные кольцевые потоки, направляемые через сквозные пазы 6 в соответствующие периферийные кольцевые секции вращающегося корпуса 1, образованные смежными дополнительными поперечными кольцевыми перегородками 8, и далее к перфорированной боковой стенке вращающегося корпуса 1. При этом гранулируемый жидкий материал подается к перфорированной боковой стенке корпуса 1 значительно выше дополнительных поперечных кольцевых перегородок 8. Переливаясь через сквозные пазы 6 в каждую периферийную секцию корпуса 1, жидкий гранулируемый материал под действием собственного веса распространяется по объему каждой периферийной кольцевой секции и равномерно подводится к выходным отверстиям перфорированной боковой стенки корпуса 1. The granulated liquid material flows through the nozzle 3 to the distribution grid 4 and is directed in the form of a laminar flow into the glass 5 with transverse annular partitions 7. Encountering the partitions 7 on its way, the liquid granulated material is divided into separate annular flows directed through the through grooves 6 to the corresponding peripheral the annular sections of the rotatable housing 1, formed by adjacent additional transverse annular partitions 8, and then to the perforated side wall of the rotatable housing 1. In this case, the granulated liquid material is supplied to the perforated side wall of the housing 1 much higher than the additional transverse annular partitions 8. Overflowing through the through grooves 6 into each peripheral section of the housing 1, the liquid granulated material is distributed over the volume of each peripheral ring section under the influence of its own weight and is uniformly fed to the outlet holes of the perforated side wall of the housing 1.

По сравнению с известными устройствами, такой подвод жидкого гранулируемого материала в каждую периферийную секцию корпуса 1 к его перфорированной боковой стенке позволяет снизить нагрузку нижних рядов выходных отверстий и увеличить нагрузку верхних рядов выходных отверстий по высоте каждой секции, то есть выровнить нагрузку всех выходных отверстий. Подводимый к выходным отверстиям перфорированной боковой стенки вращающегося корпуса жидкий материал истекает из них в виде более равномерных струй, которые в дальнейшем распадаются на капли с более равномерными размерами. При затвердевании эти капли превращаются в более равномерные по размеру гранулы, то есть улучшается грансостав готового продукта. Compared with the known devices, such a supply of liquid granular material into each peripheral section of the housing 1 to its perforated side wall allows to reduce the load of the lower rows of the outlet openings and increase the load of the upper rows of the outlet openings along the height of each section, i.e. to equalize the load of all the outlet openings. The liquid material led to the outlet openings of the perforated side wall of the rotating housing flows out of them in the form of more uniform jets, which subsequently break up into droplets with more uniform sizes. When hardening, these drops turn into granules that are more uniform in size, that is, the granular composition of the finished product improves.

Claims

1. A device for granulating liquid materials, comprising a rotating housing with a perforated side wall, a supply pipe with a distribution grid fixed at its outlet, a glass with lateral through grooves, motionlessly mounted in the housing coaxially with a gap, transverse ring partitions fixed to the glass, decreasing from top to bottom inner diameters forming in the glass peripheral annular sections, characterized in that it is provided with additional transverse annular partitions, fixedly mounted on the glass from the outside, each of which is located under the corresponding transverse annular partition and forms a pair with it, while the glass in the sections between the pair forming partitions is made integral, and the lateral through grooves are made only in the sections of the glass located outside the pairs.

2. The device according to claim 1, characterized in that the additional transverse annular partitions are made in the form of truncated cones directed with the top down.