установка для непрерывного нанесения покрытий на дисперсные материалы

Формула изобретения

Установка для непрерывного нанесения покрытий на дисресные материалы, включающая камеру, разбрызгиватель пленкообразующего вещества и вращающийся элемент для подачи материала в воздушный поток, расположенные внутри камеры, а также патрубки ввода и вывода материала и воздуха, отличающаяся тем, что камера выполнена цилиндроконической, вращающийся элемент расположен в верхней части камеры и выполнен в виде установленной на валу конической обечайки, имеющей днище в форме колеса с лопатками, внутри которой соосно с ней смонтирован разбрызгиватель, имеющий верхний, выполненный с возможностью поступательного движения, и нижний, жестко прикрепленный к колесу с лопатками, диски, причем патрубок ввода исходного материала установлен над разбрызгивателем соосно с обечайкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для непрерывного нанесения покрытий, в частности для формирования защитной пленки на поверхности дисперсных материалов. Оно может быть использовано в химической промышленности для капсулирования и кондиционирования минеральных удобрений, в фармацевтической промышленности для нанесения покрытий на лекарственные препараты, в сельском хозяйстве при обработке семян протравителями и микродобавками, а также в других отраслях народного хозяйства.

Нанесение покрытий путем обработки поверхности дисперсных материалов растворами и суспензиями может быть осуществлено в устройствах, реализующих различные технологические режимы. Выбор условий ведения процесса формирования пленки зависит от характера движения и контакта материальных потоков, а также их физико-химических свойств.

Известно устройство для нанесения покрытий на мелкодисперсные сферы [1], содержащее наклонную поверхность с пористым эластомерным покрытием и канавками для покрывающей жидкости. При скатывании мелкодисперсных сфер по наклонной поверхности между параллельными волнообразными стенками происходит нанесение на них покрывающей жидкости.

Известно устройство для нанесения покрытия на гранулы [2], содержащее корпус с установленными в нем вибрирующими наклонными полками и форсунками, расположенными под каждой полкой, для распыления поверхностно-активных веществ. При свободном падении гранул сплошным потоком на последовательно расположенные вибрирующие наклонные полки гранулы материала подбрасываются вверх веерообразно и витают в зоне опыления. Здесь они интенсивно перемешиваются и при этом на них наносится поверхностно-активное вещество с помощью форсунок.

Общими недостатками известных устройств являются:

- затруднение организации именно потока монослоя частиц;

- сложность получения равномерной поверхности покрытия;

- снижение адгезионных свойств покрытия при испарении растворителя;

- разрушение образовавшейся пленки при касании частиц волнообразных стенок или вибрирующих полок.

Известно устройство для нанесения покрытий при вращении [4]. Оно состоит из узла вращения, оканчивающегося подложкой, сопла для подачи пленкообразующего агента на центральную часть лицевой поверхности подложки, которая обдувается воздухом, поступающим из каналов, образованных раструбом и расположенных соосно оси вращения подложки.

При работе устройства на опорный слой материала набрызгивается вязкое вещество, которое под действием центробежной силы размазывается и обдувается воздухом.

Недостатком этого устройства является периодичность работы и неполное использование раствора в слое материала.

Известен аппарат для нанесения покрытий на дисперсные материалы в кипящем слое [5], который содержит вертикальный корпус, размещенное на нем распыляющее устройство, газораспределительную решетку, под которой расположены лопатки из эластичного материала, позволяющие плавно менять кривизну их профиля, и вентилятор, подсоединенный патрубком.

При работе аппарата загружают определенный слой обрабатываемого материала и включают вентилятор, а лопаткам придают необходимую кривизну, обеспечивающую плавное изменение направления воздушного потока от центра к периферии аппарата для образования кипящего слоя частиц с переменной плотностью их распределения в слое. Затем включают распиливающее устройство и подают раствор пленкообразователя на частицы. После нанесения покрытия отключают подачу раствора и воздуха и выгружают покрытые частицы.

К недостаткам аппарата относятся:

- периодичность режима работы;

- истирание образующегося на поверхности частиц покрытия из-за их интенсивного псевдоожижения и, как следствие, пылеунос.

Известен способ и устройство для непрерывного формирования покрытий во вращающемся псевдоожиженом слое [3].

Устройство состоит из цилиндрического резервуара с донной частью в виде вращающейся круглой пластины. Между стеной резервуара и внешним краем пластины образован зазор определенной величины для подачи нагретого воздуха. Над вращающейся пластиной установлены патрубки ввода исходного материала и распыленного пленкообразующего агента. Выгрузку образованных частиц осуществляют через патрубки, расположенные на заданной высоте псевдоожиженого слоя.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Исходный материал подают во вращающийся псевдоожиженный слой. Одновременно вводят в распыленном состоянии пленкообразующий агент, который контактирует с частицами псевдоожиженного слоя. При этом в зазор между стенкой резервуара и краем пластины подают нагретый воздух. Затем через разгрузочный патрубок выводят частицы продукта с сформированным покрытием со скоростью, равной скорости подачи исходного материала.

Однако длительное интенсивное перемешивание частиц во вращающемся псевдоожиженном слое приводит к истиранию уже сформированной пленки. Это ведет к неравномерности покрытия в товарном продукте. К тому же имеют место значительные потери пленкообразующего вещества за счет истирания его с покрытых частиц, а также за счет неизбежного уноса мелкой фракции псевдоожижающим агентом.

Таким образом, хотя известны различные конструктивные решения для нанесения покрытий на дисперсные материалы, однако они являются не эффективными, допускают значительное истирание образующейся пленки и потери пленкообразующего вещества.

Задачей изобретения является разработка конструкции установки для непрерывного нанесения покрытий на дисперсные материалы, позволяющей с высокой эффективностью осуществлять формирование покрытия при низком его истирании и снижении потерь пленкообразующего вещества.

Поставленная задача решена конструктивным выполнением установки для непрерывного нанесения покрытий на дисперсные материалы, включающей камеру, разбрызгиватель пленкообразующего вещества и вращающийся элемент для подачи материала в воздушный поток, расположенные внутри камеры, а также патрубка вводы и вывода материала и воздуха, в которой камера выполнена цилиндроконической, вращающийся элемент расположен в верхней части камеры и выполнен в виде установленной на валу конической обечайки, имеющей днище в форме колеса с лопатками, внутри которой соосно с ней смонтирован разбрызгиватель, имеющий верхний, выполненный с возможностью поступательного движения, и нижний, жестко прикрепленный к колесу с лопатками, диски, причем патрубок ввода исходного материала установлен над разбрызгивателем соосно с обечайкой.

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- повысить эффективность нанесения равномерного покрытия на частицы материала за счет применения комбинированных методов нанесения пленкообразующего вещества и надежного формирования монослоя материала:

- малое истирание образованной пленки на поверхности материала за счет краткого времени пребывания его в установке (4-5 с);

- снижение потерь пленкообразующего вещества за счет повышения его адгезии с материалом и организации однонаправленного потока обработанного материала и воздуха;

- позволяет достичь высокой производительности установки.

На чертеже приведена схема установки для непрерывного нанесения покрытий на дисперсные материалы.

Установка выполнена следующим образом. В верхней части цилиндроконической камеры 1 установлена конусная обечайка 2, имеющая днище в форме колеса 3 с лопатками. Внутри обечайки смонтирован соосно с ней разбрызгиватель, имеющий верхний диск 4, выполненный с возможностью поступательного движения для регулирования зазора, и нижний диск 5, выполненный с возможностью вращательного движения. При этом нижний диск жестко прикреплен к колесу с лопатками. Обечайка 2 установлена на валу 6, приводимом в движение от электродвигателя 7. Цилиндроконическая камера имеет соосно с валом патрубок 8 ввода материала, имеющий отвод 9, на котором установлен секторный питатель 10 с бункером 11 для исходного материала и приводом, состоящим из редуктора 12 и электродвигателя 13. Под этим патрубком расположен разбрызгиватель, соединенный гибким шлангом 14 с емкостью 15 для раствора пленкообразующего вещества. К цилиндрической части камеры тангенциально подсоединен воздуховод 16, содержащий электронагреватель 17 и центробежный вентилятор 18 с электродвигателем 19. Нижняя конусная часть камеры соединена с разгрузочным бункером 20, в верхней части которого выполнен выхлопной патрубок 21, а в нижней установлен затвор 22 для вывода обработанного материала.

Установка работает следующим образом. В цилиндрическую камеру 1 по воздуховоду 16 вентилятором 18 подают нагретый до заданной температуры воздух. Коническая обечайка 2 с днищем в виде колеса с лопатками 3 и нижний диск 5 разбрызгивателя 5 вращаются с определенной скоростью. Раствор пленкообразующего вещества из емкости 15 по гибкому шлангу 14 поступает в разбрызгиватель и выходит через зазор между дисками 4 и 5, образуя факел. Частицы исходного материала из бункера 11 секторным затвором 10 подают в отвод 9, из которого они перетекают в патрубок 8 и из него попадают в факел. Здесь на них начинает образовываться покрытие. Предварительно обработанные таким образом частицы материала под действием воздуха, поступающего из колеса с лопатками 3, и центробежной силы, движутся в виде монослоя по внутренней поверхности обечайки 2 вверх. При этом происходит дальнейшее нанесение пленкообразующего вещества на поверхность частиц. Затем обработанные частицы материала равномерно поступают в цилиндроконическую камеру, где подхватываются потоком нагретого воздуха и подсушиваются.

Смесь готового продукта с воздухом через нижнюю конусную часть камеры поступает в разгрузочный бункер 20, где происходит их разделение. Отработанный воздух выводится через выхлопной патрубок 21, а продукт - через затвор 22.