способ капсулирования зернистого материала

Формула изобретения

Способ капсулирования зернистого материала, включающий формирование на его поверхности оболочки из капсулирующего вещества при прохождении зерен материала и капсулирующего вещества через трубную камеру, отличающийся тем, что капсулирование осуществляют одновременно с транспортировкой материала в трубном пространстве за счет вращательно-колебательного воздействия спиральным рабочим телом с шагом спирали, выбранным в пределах от 0,1 до 0,6 поперечного размера трубной камеры, и частотой вращения в пределах от 50 до 3000 об/мин, при этом длину спирального тела и трубной камеры выбирают в пределах от 5 до 100 поперечных размеров камеры.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам капсулирования твердых тел и может быть использовано в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен способ капсулирования зернистого материала путем формирования на его поверхности оболочки из капсулирующего вещества с последующим удалением избытка вещества виброгрохочением (см., например, авт. свид-во СССР №294815, кл. С04В 20/00, 1969 г.). Однако для получения известным способом прочной оболочки-капсулы требуется значительно большее, чем определяется расчетом, количество капсулирующего вещества, что приводит к заметному его перерасходу.

Другой известный способ капсулирования зернистого материала, принятый за прототип, включает формирование на поверхности зернистого материала оболочки из капсулирующего вещества при прохождении зерен материала и капсулирующего вещества через горизонтально расположенную цилиндрическую камеру (см., например, патент РФ №2100302, кл. С04В 20/10, 1993 г.). В известном способе происходит механическое нанесение вещества на поверхность зерна под действием центробежных сил, прижимающих материал и капсулирующее вещество к внутренней поверхности перемещающейся с высокой частотой цилиндрической камеры, при одновременном смещении центра передвижения камеры относительно ее оси. При этом формирование оболочки на поверхности зерна происходит только за счет обволакивания зерен капсулирующим веществом без заполнения последним межзернового пространства, что исключает значительный перерасход вещества и, таким образом повышает эффективность известного способа. Однако этот способ обуславливает значительные динамические нагрузки на используемое оборудование в связи с необходимостью достижения значительных ускорений на зернистые материалы и соответственно быстрый износ деталей капсуляторов-смесителсй.

Цель предлагаемого изобретения - повышение механизации процесса капсуляции путем совмещения капсуляции с транспортировкой готового(капсулированного) продукта, повышение производительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе капсулирования зернистого материала, включающем формирование на его поверхности оболочки из капсулирующего вещества при прохождении зерен материала и капсулирующего вещества через трубную камеру, капсулирование осуществляют одновременно с транспортировкой материала в трубном пространстве за счет вращательно-колебательного воздействия спиральным рабочим телом с шагом спирали, выбранным в пределах от 0,1 до 0,6 поперечного размера трубной камеры, и частотой вращения в пределах от 50 до 3000 об/мин, при этом длины спирали и трубной камеры выбирают в пределах от 5 до 100 поперечных размеров камеры.

Способ осуществляют следующим образом. В трубную камеру с размещенным внутри нее спиральным рабочим телом подают зернистый материал и капсулирующее вещество. За счет вращательно-колебательного воздействия спирали на подаваемые материалы при одновременном перемещении их вдоль трубной камеры к точке выгрузки происходит механическое нанесение капсулирующего вещества на поверхность зерна с образованием оболочки-капсулы. При этом частота вращения спирали составляет 30-3000 об/мин, шаг спирали выбирают в пределах от 0,1 до 0,6 поперечного размера трубной камеры, а длина спирали и трубной камеры - в пределах 5-100 поперечных размеров камеры. Процесс ведут непрерывно до получения требуемого объема готового продукта - капсулированного зерна.

Сущность способа заключается в следующем. Под влиянием интенсивных вращательно-колебательных воздействий спирали, помещенной в трубное пространство, происходит механическое нанесение капсулирующего вещества на поверхность зернистого материала. Причем благодаря вращению спирали с частотой 50-3000 об/мин, и имеющей длину, соответствующую длине трубной камеры и выбранную в пределах 5-100 поперечных размеров камеры, происходит наиболее полная обработка зернистого материала капсулирующим веществом по всему объему камеры, обеспечивая выход готового продукта - капсулированного зерна. Одновременно с капсулированием зернистого материала при реализации заявленного способа осуществляется и другой важный процесс -транспортирование и выгрузка готового продукта, что существенно повышает его эффективность, позволяя подать капсулированный материал в необходимую точку, например в межпалубное пространство при возведении ограждающих конструкций зданий.

Ниже приведены примеры осуществления способа.

Пример 1. В трубную камеру с размещенным внутри ее спиральным рабочим телом, частота вращения которого составляет 1500 об/мин, непрерывно подают зернистый заполнитель - керамзит, а в качестве капсулирующего вещества - цементное молоко. Под воздействием интенсивных вращательно-колебательных движений спирали при одновременном перемещении исходных сырьевых материалов вдоль трубной камеры на поверхности зерен керамзита образуется плотная и прочная оболочка - капсула. При этом длина спирали и соответственно трубной камеры составляет 70 поперечных размеров камеры, а шаг спирали - 0,4 поперечного размера камеры. Непрерывно выгружаемый из камеры капсулированный керамзит используют на месте для изготовления монолитной стеновой конструкции.

Пример 2. Технология изготовления капсулированного материала согласно примеру 1. При этом в качестве зернистого наполнителя берут гранулы пенополистирола, капсулирующее вещество - цементный раствор, а обработку-капсуляцию осуществляют при следующих параметрах: частота вращения спирали - 3000 об/мин, шаг спирали - 0,6 поперечного размера камеры, длина спирали - 100 поперечных размеров камеры. Капсулированный пенополистирол используют на месте для изготовления теплоизоляции кровли строящегося коттеджа.

Пример 3. Технология - как в примере 1, но частота вращения спирали составляет 30 об/мин, длина спирали 5 поперечных размеров трубной камеры, шаг спирали - 0,1 поперечного размера трубной камеры. Капсулированный керамзит подается в подготовленные формы для изготовления строительных крупногабаритных (600×400×200) блоков.

За пределами указанных параметров капсулирования поставленная цель не достигается.

Результаты испытаний образцов изделий, изготовленных согласно примерам 1-3 и прототипу, приведены в таблице.

Таблица
№ п/п примера	Параметры капсуляции			Физико-механические показатели образцов изделий		Производительность процесса капсуляции, м3/ч
	Частота вращения спирали, об/мин	Шаг спирали, часть поперечного размера трубной камеры	Длина спирали, часть поперечного размера трубной камеры	Средняя плотность кг/м3	Прочность при сжатии, кг/см2
1	1500	0,4	70	400	3,0	2,0
2	3000	0,6	100	100	1,5	5,0
3	50	0,1	5	500	5,0	1,0
По прототипу	600	-	-	320	1) 2,5	0,3
	350	-	-	845	2) 7,0	0,2
Примечание: 1) - зернистый материал - пенополистирол 2) - зернистый материал - керамзит

Предлагаемый способ капсулирования зернистого материала с использованием спирального рабочего органа обеспечивает не только равномерное нанесение оболочки-капсулы на поверхность зернистого материала, но одновременно и транспортирование готового продукта-капсулята к точке его выгрузки, позволяя, таким образом, механизировать технологические процессы подачи, обработки-капсуляции зернистого материала, транспортировки готового капсулята и укладки его в формообразующую опалубку. При этом способ осуществляют при пониженной металло- и энергоемкости, а возможность подачи капсулированного продукта к месту производства работ без использования дополнительных транспортирующих средств (тележки, бадьи и т.п.) в еще большей степени повышают его эффективность.