SK288754B6 - Granulátor partikulárneho materiálu s matricou - Google Patents

Abstract

Granulátor partikulárneho materiálu s plochou matricou s pohonnou jednotkou pozostávajúcou z motora s prevodovkou (1), hriadeľa (4) a násypky (6) s výsypkou (7) je ďalej riešený tak, že je aspoň jednostupňový, pričom v prvom stupni na hriadeľ (4) je uchytený vnútorný plášť (3) so sústavou lopatiek siahajúcich až k vonkajšiemu plášťu (2) a dosadajúcich na plochú matricu (5), pričom lopatky sú od roviny plochej matrice (5) odklonené o uhol alfa = 5 až 50°. V prípade dvojstupňového granulátora na prvý stupeň vo vertikálnom smere nadväzuje druhý stupeň, kde hriadeľ (4) je spoločný pre oba stupne alebo je poháňaný samostatne. Môže byť použitá plochá matrica, ktorou je sito alebo dierovaný plech alebo dierovaný plech s presne definovanými rozmermi a tvarmi dier nekruhového prierezu.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka návrhu a konštrukcie granulátora partikulámebo materiálu s plochou matricou. Vynález patri do oblasti strojárstva, chemického, potravinárskeho alebo farmaceutického priemyslu, ale aj do oblasti techniky spracovaniarecyklovaných materiálov.

Doterajší stav techniky

Doteraz je známe, že práškové materiály sú viaczložkové systémy, zložené zo vzájomne sa dotýkajúcich častíc. Tieto systémy sít tvorené časticami tuhej fázy a z lazy kvapalnej a píy nnej. Z fyzikálneho hľadiska ich možno chápať ako disperzné sústavy, čiže heterogénne sústavy, tvorené časticami rôznej veľkosti rozptýlenými v spojitom prostredí inej fázy. Častice tuhej látky sú vo vzájomnom kontakte, pričom tieto kontakty obmedzujú možnosť pohybu jednotlivých častíc, a tým je podmienená pevnosť a tuhosť partikulámej látky branej ako celku. Grantriácia je aglomeračný proces trojfázovej zmesi s jemuoznmou tuhou fázou, p ti kto tom dochádza k zosilneniu aspoň jedného väzobného mechanizmu medzí časticami tvoriacimi látku, v lakom rozsahu, že z týchto častíc vzniká menší počet väčších pevnejších častíc. Pomocou granulácie sa získavajú nové produkty, ako brikety, tablety, granuly a iné, ktorých geometrické a fyzikálne vlastnosti sú diametrálne odlišné od vlastnosti pôvodného práškového materiálu. Medzi najpoužívanejšie metódy granulácie patri granulácia pomocou granulátora, extnizia, kompaktovanie, briketovante a iné.

Na základe rozmanitých mechanizmov vznikajú pri vzájomnom kontakte rázy partikulámej látke silové väzby. Tieto silové väžby majú vplyv na všetky mechanické vlastnosti danej partikulámej látky. Mostíky tuhého charakteru vznikajú na kontaktoch častíc vytvorením mostíka z tuhej fázy, pôsobením difúzie atómov a molekúl Kvapalinové mostíky sa tvoria, ak je v partikulámej látke obsiahnuté dostatočné množstvo kvapaliny. Pri časticiach tvaru lupienkov, lístkov alebo vlákien, pripadne časticiach s veľkými povrchovým nerovnosťami, sa môžu vhodným relatívnym pohybom a stlačením tieto častice spojiť tak, že sa vzájomne popre pletajú alebo zachytia o nerovnosti povrchu. Takéto spojenie častíc sa nazýva tvarové väzby. Trecie väzby vyvolávajú normálové napätie a odpor častíc proti pohybu, dôsledkom existencie trenia v miestach styku častíc. V dôsledku existencie a interakcie silových polí v blízkosti častíc môžu nastať silové väáty aj v prípadoch, keď medzi časticami nie je mostík z nijakej látky'. Silové polia môžu vyvolať priamo častice.

Proces granulácie sa rozdeľuje podľa obsahu kvapaliny na suchú a vlhkú granuláciu. Pri suchej granulách sa do zariadenia neprivádza kvapalina a granuly vznikajú pôsobením.trecích a tvarových väzieb. Vlhká granulách potrebuje prívod kvapalnej látky' a prípadne aj spojiva, ktoré zabezpečia vytvorenie väzbových mechanizmov.

Jedným zo spôsobov granulácie je aj využitie ptocesu dezintegrácie už existujúcich väčších celkov do podoby granulátu s presne definovanými rozmermi častíc. Tento typ granulácie spočíva z viacerých krokov, pričom v prvom kroku sa vytvorí z partíkulámeho materiálu aglomerat požadovaných fyzikálny ch vlastností s definovanou tvrdosťou, pevnosťou, rozpustnosťou a inými definovaný mi. vlastnosťami. Touto operáciou môže byť jednoosové briketovanie, pektovanie, kompaktovanie medzi hladkými, resp. profilovanými valcami alebo extrúzia, pričom medziproduktom nie sú presne rozmerovo definované granuly, ale pelety, extrudáty rôznej dĺžky, resp. hladký nekonečný pás. Takto vytvorený rnedziprodukt je nevyhnutné dezintegtovať na zariadeniach s cieľom vytvoriť rozmerovo presne definované granuly. Vsúčasnosti sa na tento proces používajú mlyny, a to hlavne nožové, kladivkové alebo kolíkové mlyny. Takto dezintegrovaný materiál sa vyznačuje vytvorením veľkého množstva prachového podielu, keďže sa použité zariadenia, mlyny, vyznačujú vysokou frekvenciou otáčania funkčného člena (kladivká/nože). Tento materiál je nevyhnutné vytriediť a je ho možné vrátiť naspäť do procesu aglomerácie v pivom kroku ako recykel. Ale priveľkých podieloch prachového podielu, ktorý sa vrecia do procesu aglomerácie, tento,jav spôsobuje obeh veľkého množstva materiálu, a lým nutnosť navrhovaniakapacitne väčších zariadení.

Uvedené nedostatky poskytli možnosť riešiť tento problém vhodnými technickými prostriedkami. Výsledkom tohto úsilia je ďalej opisovaný granulátor partíkulámeho materiálu s plochou matricou podľa predkladaného vynálezu.

Podobnými zariadeniami na úpravu partikulámych materiálov, ktoré obsahujú plochú matricu v podobe dierovaného plechu, sú dokument GB228807A - Improvements in orrelating to grinder or disintegrating apparatus, a dokument CN107081258A - Compete screening equipment of assembly line for producting organic ľerlilizer by plánt straw. V dokumente GB228807A je opísané zariadenie na deznitegráciu/iiiletie suroviny. Fyzikálny princíp spôsobu je úplne odlišný, lebo zariadenie obsahuje mlecie časti - guľôčky', ktoré sú v priestore skrutkovice, kde dochádza k mletiu. Táto skrutkovica plní funkciu prvku, ktorá dostáva do kontaktu mlecie guľôčky a mletý materiál a až následne rozdrvený materiál prepadá cez matricu v podobe dierovaného plechu. Pod dierovaným plechom sa nachádza lopatka, ktorá slúži ako usmerňovač zomletého materiálu vo výsypke. V zariadení je nad plochou matricou hriadeľ s lopatkami, ktoré pretláčajú materiál

S K 288754 B6 v podobe agtomeratov cez diery v matrici V dokumente CN107081258A je opísaná linka na spracovanie hnojiva. Jediná podobnosť sa môže javiť v poslednom člene linky, ktorá v tomto dokumente slúži nie na proces gratiulácie, ale na proces triedenia (obr. 4 a obr. 5 v dokumente CNI07081258A). Riešenie v toírto zariadení obsahuje plochú matricu v podobe dierovaného plechu s otvormi kruhového prierezu s počtomotvorov minimálne 5. Plochá matrica je zložená z dvoch dosiek ktoré proti sebe konajú translačný pohyb, čim sa zabezpečuje otváranie kruhových dier v samatnej matrici, a dochádza len k.prepadnutiu častíc cezoivoty. Lopatka, ktorá sa pohybuje po matrici, slúži len na premiešanie častíc a nie na pretláčanie. Z vyobrazenia lopatky v dokumente CN107081258A je zjavné, že lopatka nie je až po vonkajší okraj statického plášťa.

Pruh tata vynálezu

Uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené konštrukciou granulátora partikulárneho materiálu s plochou matricou podľa predloženého vynálezu. Granulátor dezintegruje aglomeräty napr. z procesu kompakíovatria/briketovania, resp. exlrúzte pomaiobežným rozpojovattim. Konštrukcia granulátora pattikulámeho materiálu s plochou matricou je založená na báze použitia pohonnej jednotky¹ pozostávajúcej z motora a prevodovky ukončenej hriadeľom, pričom na vs tupe má násypku na vstupný materiál a na výstupe má výsypku s požadovanou frakciou granúl Podstata konštrukcie spočíva v tom, že je aspoň jednostupňový, pričom v prvom stupni na hriadeľ je uchytený vnútorný plášť so sústavou symetricky rozmiestnených lopatiek siahajúcich až k vonkajšiemu plášťu a dosadajúcich na plochú matricu. Lopatky sú od roviny plochej matrice odklonené o uhol alfa = 5 až 50°. Pre rôzne druhy materiálov je možné voliť vhodný typ plochej matrice, ktorou môže byť sito, dierovaný plech alebo dierovaný plech s piesne definovaným rozmerná a tvarmi dier nehrá bového prierezu.

Granulátor s plochou matricou je možné vyhotoviť aj ako viacstupňové zariadenie, a to pre prípad, kedy požadované fiakčné zloženie nie je možné vytvoriť v jednom stupni V tomto prípade na prvý stupeň vo vertikálnom smere nadväzuje druhý stupeň, kde hriadeľ je spoločný pre oba stupne alebo je poháňaný samostatne. Princíp dezintegrácie ostáva rovnaký ako pre jednostupňový granulátor. Na zvýšenie kapacity je možné zvýšiť počet lopatiek, ale tento postup je efektívny len do určitej kapacity, kedy nastane jav, že materiál sa zakliesni medzi lopatky a rotuje spolu s nimi. V tomto prípade je nežiaduce ďalš ie zvyšovanie počtu lopatiek, ale je možné využiť paralelné zapojenie viacerých granulátorov s plochou matricou.

Výhody konštrukcie granulátora partikulárneho materiálu s plochou matricou podľa vynálezu sú zjavné z. účinkov, ktorými, sa prejavujú navonok. Vo všeobecnosti možno konštatovať, že originalita predloženého zariadenia spočíva v tom, že špeciálna konštrukcia granulátora s plochou matricou má uplatnenie pri granulovani aglomerátu na presne definovaný trakčný rozmer s minimálnym vytvorením prachového podielu, keďže ide o poroalobežné tozpojovartie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Granulátor partikulárneho materiálu s plochou matricou podľa vynálezu bude bližšie zobrazený na výkresoch, kde na obr, 1 je znázornená principiálna schéma etperimentálneho zariadenia. Na obr. zje znázornený fyzikálny princíp pretláčania aglomerátu cez plochú matricu, ktorou je a) sito, b) dierovaný plech s presne definovanými rozmermi a tvarmi nekruhového prierezu, c) dierovaný plech. Na obr. 3 je znázornená základná zostava granulátora s plochou matricou. Na obr. 4 je znázornená zostava dvojstupňového granulátora s plochou matricou. Na obr. 5 a 6 je znázornená plochá matrica granulátora v podobe sita. Na obr. 7 je znázornená matrica v podobe dierovaného plechu s presne definovanými rozmermi a tvarmi dier nekruhového prierezu. Na obr. 8 je znázornená plochá matrica granulátora z dierovaného plechu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Jednotlivé uskutočnenia podľa vynálezu sú predstavované naiitjslráciu a nie ako obmedzenia technických riešení. Odborníci poznajúci stav techniky nájdu alebo budú schopní zistiť s použitím nie viac ako rutinného experimentovania mnoho ekvivalentov k špecifickým uskutočneniam vynálezu. Aj takéto ekvivalenty budú patriť do rozsahu nasledujúcich patentových nárokov. Odborníkom poznajúcim stav techniky nemôže robiť problém optimálne navrhnutie konštrukcie a výber jeho prvkov, preto tieto znaky neboli detailne riešené.

S K 288754 B6

Príklad 1

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná základná konštrukcia granuláiora partikulárneho materiálu s plochou matricou, ako je to znázornené na obr. 3, Konštrukcia granulátota partikulámeho materiálu s plochou matricou pozostáva z pohonnej jednotky, ktorej súčasťou je motor a prevodovka 1 ukončená hriadeľom 4. Ďalej pozostáva z pracovného priestoru medzi vonkajším plášťom 2 a vnútorným plášťom 3. Na v s tupé pracovného priestoru je násypka 6 na prísun vstupného materiálu a na výstupe má výsypkú 7 na odvádzanie granúl s požadovanou frakciou. Na hriadeľ 4 je uchytený vnútorný plášť 3 so sústavou symetricky rozmiestnených lopatiek siahajúcich až k vonkajšiemu plášťu 2 a dosadajúcich na plochú matricu 5 uloženú v spodnej časti pracovného priestoru. Lopatky sú od roviny plochej matrice 5 odklonené o uhol alfe “ 25°. V jednej realizácii plochou matricou 5 je sito, ako je to znázornené na obr. 5, s priemerom drôtu 0,7 mm a veľkosťou oka 1,6 mm alebo na obr. 6 s priemerom drôtu 1,1 mm a veľkosťou oka 2.5 mm Alternatívne plochou matricou 5 je dierovaný plech s piesne definovanými rozmermi a tvarmi dier nekruhového prierezu, ako je to znázornené na obr. 7 s hrúbkou plechu 1 mm s rozstupom 18 mm v jednej osi a rozstupom 6,5 mm v druhej osi a s priemerom otvoru ό 2,5 mm Alternatívne plochou matricou 5 je dierovaný plech, ako je to znázornené na obr. 8 s hrúbkou 0,6 mm, s priemerom otvoru φ'2,5 mm a rozstupom otvorov 3,8 tura.

Na správnu funkciu zariadenia a na požadovanú kvalitu granúl má.vplyv viacero parametrov, čo zjavne vyplýva z obr. I a 2. Sú to najmä otáčky hriadeľa a uhol alfa sklonu lopatiek k matrici. Ďalej je to maximálny priemer vonkajšieho plášťa granuiátora a minimálny priemer vnútorného plášťa granulátota, čo súvisí s obvodovou sýchfosťou. Dôležitým parametrom je aj šírka a počet lopatiek, hräbka a typ matrice.

Príklad 2

V tomto príklade konkrétneho uskutočnenia predmetu vynálezu je opísaná konštrukcia dvojstupňového granulátota partikulárneho materiálu s plochou matricou, ako je to znázornené na obr. 4. Konštrukcia je odvodená z jednostupňového granulátota tak, že na prvý stupeň vo vertikálnom snere nadväzuje drahý stupeň, kde hriadeľ 4 je spoločný pre oba stupne,ale drahý stupeň môže byť poháňaný aj samostatným pohonom

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť granulátota partikulámeho materiálu s plochou matricou podľa vynáleat nachádza využiteľnosť v rôznych oblastiach priemyslu, hlavne chemického, potravinárskeho alebo farmaceutického priemyslu, ale aj pri technológiách spracovania recyklovaných materiálov.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROK ¥

   1. Gtauulátorpartikulátneho materiálu s plochou matricou s pohonnou jednotkou pozostávajúcou z motora s prevodovkou (1), hriadeľa (4) a násypky (6) s vý sypkou (7), vyznačujúci sa tým, že je 5 aspoň jednostupňový, pričomv prvom stupni na hriadeľ (4) je uchytený vnútorný plášť (3) so sústavou lopatiek siahajúcich od vnútorného plášťa (3) až k vonkajšiemu plášťu (2) a dosadajúcich priamo na plochú matricu (5), ktorá je sitom alebo dierovaným plechom aiebo dierovaný m plechom s presne definovanými rozmermi a tvarmi dier nekruhového prierezu, pričom lopatky sú od roviny plochej matrice (5) odklonené o uhol alfa = 5 až 50°.

   10 2. Granulátor partikulámeho materiálu s plochou matricou podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že na prvý stupeň vo vertikálnom smere nadväzuje druhý stupeň, kde hriadeľ (4) je spoločný pre oba stupne alebo je poháňaný samostatným motorom s prevodovkou.