СПОСОБ И СМЕСИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОСНОВАННОГО НА ДОЗИРОВАННЫХ ЗАМЕСАХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕКУЧЕГО ПОКРОВНОГО МАТЕРИАЛА
METHOD AND A MIXING PLANT FOR DOSED BATCH-BASED PREPARATION OF A FLUID COVER MATERIAL

Изобретение относится к способу основанного на дозированных замесах приготовления текучего покровного материала, прежде всего лака на водной основе или лака на основе растворителя, из нескольких компонентов. Изобретение относится также к смесительной установке для основанного на дозированных замесах приготовления текучего покровного материала, прежде всего лака на водной основе или лака на основе растворителя, из нескольких компонентов.
Способы и смесительные установки вышеуказанного типа общеизвестны. Они (установки) обычно включают в себя один или несколько смесительных резервуаров, в которых компоненты приготавливаемого покровного материала после предварительного отвешивания составляют (смешивают) в дозированный замес или партию продукта. При этом такая партия приготавливаемого покровного материала может приготавливаться из нескольких дозированных замесов, которые затем перемешивают друг с другом. Состав отдельных дозированных замесов одной партии при этом может варьироваться с учетом требований спецификаций.
Поскольку отвешивание жидких или также сыпучих компонентов может осуществляться только с ограниченной точностью и, учитывая также, что иногда уже даже незначительные отклонения в плане содержания отдельных компонентов в общей смеси влияют на характеристики приготавливаемого покровного материала или на значимый согласно спецификации фракционный состав исходной смеси партии, неизбежным является контроль состава компонентов во время процесса смешивания и/или на последующей стадии.
Согласно уровню техники, проблему в этом отношении, в целом, решают за счет того, что после отвешивания всех компонентов для подлежащего приготовлению покровного материала, задающих один дозированный замес, приготавливают однородную смесь с предварительным составом. Затем из этой смеси после прерывания процесса смешивания отбирают пробу, которую в определенной степени в автономном режиме исследуют на качество продукта на выходе, то есть (определяют) одну или несколько характеристик продукта. Такой процесс описан, например, в WO 2013/081812 А1. Он включает в себя установление фактического состояния смеси и сравнение этого фактического состояния с заранее определенным заданным состоянием. Отклонения восполняют посредством последующего добавления одного или нескольких компонентов в однородную смесь с предварительным составом. Проверку соответствия между заданным состоянием и фактическим состоянием в случае необходимости обеспечивают путем повторения отбора пробы.
Недостаток, наблюдаемый при этом порядке действий, заключается, с одной стороны, в необходимых затратах времени, которые возникают в результате отбора и анализа пробы, а также прерывания процесса смешивания. Другой связанный с этим недостаток усматривают в том, что технологический смесительный резервуар, в котором осуществляют отвешивание, а вместе с ним и отвешивающее оборудование являются занятыми на протяжении всего времени вплоть до истечения точной выверки отвешивания компонентов и не доступны для других целей применения.
Следовательно, в основу изобретения положена задача усовершенствовать способ и смесительную установку вышеуказанного типа в этом отношении так, чтобы в максимально возможной степени были устранены вышеописанные недостатки. Прежде всего, в основу изобретения в отношении способа и смесительной установки вышеуказанного типа положена задача обеспечить более эффективную по времени эксплуатацию.
Согласно первому аспекту изобретение решает положенную в его основу задачу, предлагая способ с отличительными признаками по п. 1 формулы изобретения. Изобретение предлагает способ для приготовления партиями текучего покровного материала, прежде всего лака на водной основе или лака на основе растворителя, из нескольких компонентов, который включает в себя шаги:
- загрузка компонентов для одной партии в технологический смесительный резервуар, по существу в заранее определенном соответственно для партии количестве,
- смешивание компонентов в технологическом смесительном резервуаре в, предпочтительно однородную, смесь с предварительным составом,
- перемещение, по меньшей мере, части смеси с предварительным составом из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар,
- установление фактического состояния смеси с предварительным составом во время перемещения в приемный резервуар,
- определение отклонения фактического состояния смеси с предварительным составом от заранее определенного заданного состояния,
- установление необходимого для достижения заданного состояния доводочного количества для компонентов, и
- подмешивание доводочного количества компонентов в смесь с предварительным составом тогда, когда смесь с предварительным составом уже перемещают из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар.
В первом предпочтительном альтернативном решении все компоненты дозированного замеса загружают в технологический смесительный резервуар.
Во втором предпочтительном альтернативном решении в технологический смесительный резервуар загружают только некоторые компоненты, а именно, прежде всего те компоненты, которые являются значимыми согласно спецификации для подлежащего приготовлению покровного материала, в то время как прочие компоненты для дозированного замеса загружают в приемный резервуар. Значимыми согласно спецификации компонентами являются, например, те компоненты, которые определяют цветовой оттенок покровного материала, прежде всего пигменты в виде пасты.
Изобретение основано на осознании того, что в плане потребного времени для приготовления партии покровного материала по ходу непрерывного процесса изготовления имеется значительный потенциал экономии между этапами отвешивания и подготовки покровного материала в приемном резервуаре. Из этого изобретение и исходит, предусматривая, что предварительную смесь практически в онлайновом режиме уже во время перемещения из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар проверяют на предмет одной или нескольких характеристик продукта, определяя во время проверки фактическое состояние предварительной смеси и сравнивая его с заранее определенным заданным состоянием для предварительной смеси. Благодаря тому, что также и подмешивание еще недостающих компонентов для доведения фактического состояния до заданного состояния осуществляют тоже во время перемещения предварительной смеси из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар, результат подмешивания может быть проверен непосредственно в «онлайновом режиме». За счет этого уменьшают потребное время для приготовления партии покровного материала, поскольку более не приходится останавливать процесс смешивания, чтобы отобрать пробу.
Качество продукта из приготавливаемого покровного материала потенциально возрастает, поскольку как первоначальное отвешивание для приготовления предварительной смеси, так и подмешивание для точной доводки (замеса) от предварительной смеси до (нужного) состава приготавливаемого покровного материала соответственно могут осуществляться с использованием исходных материалов из одной и той же партии исходных материалов.
Способ согласно изобретению, предпочтительно, усовершенствован с включением в него шагов:
- получение покровного материала посредством беспрерывной гомогенизации смеси с предварительным составом вместе с доводочным количеством в приемном резервуаре, и
- розлив покровного материала из приемного резервуара.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа шаг перемещения смеси с предварительным составом начинают после того, как эта смесь в течение заранее определенного времени была перемешана в технологическом смесительном резервуаре и представляет собой однородную смесь. Предпочтительно, смешивание в технологическом смесительном резервуаре осуществляют так долго, пока при визуальной проверке не будут фиксироваться равномерные цвет и консистенция смеси с предварительным составом.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления способа смесь с предварительным составом для перемещения в приемный резервуар проходит через расположенное между технологическим смесительным резервуаром и приемным резервуаром измерительное устройство, в котором посредством одного или нескольких измерительных приборов устанавливают фактическое состояние смеси с предварительным составом.
Предпочтительно, фактическое состояние устанавливают посредством измерения одного или нескольких характеристических параметров для смеси с предварительным составом, причем заданное состояние определено посредством заранее определенных целевых значений характеристических параметров для смеси с предварительным составом. Характеристические параметры, предпочтительно, выбирают из перечня, включающего в себя: вязкость, рН-показатель, цветовой оттенок, прозрачность, плотность и/или размер частичек.
Проводимость может определяться, например, посредством одного или нескольких кондуктивных и/или индуктивных датчиков проводимости. Прозрачность может определяться, например, посредством одного или нескольких рефрактометров и/или датчиков пропускания света. Вязкость может определяться, например, посредством одного массового расходомера Кориолиса или прочих вискозиметров. Также посредством одного или нескольких массовых расходомеров Кориолиса могут определяться плотность и массовый расход. Цветовой оттенок может определяться с помощью оптических измерительных датчиков. Размер частичек может определяться, например, с помощью лазерной дифракционной измерительной системы.
Наиболее предпочтительно, установление фактического состояния осуществляют непрерывно во время перемещения в приемный резервуар.
В первом предпочтительном альтернативном варианте способа согласно изобретению подмешивание компонентов осуществляют посредством введения непосредственно в технологический смесительный резервуар. За счет этого как технологический смесительный резервуар, так и приемный резервуар могут использоваться для перемешивания подмешанного материала. Кроме того, воздействие подмешивания может визуализироваться непосредственно в процессе проверки фактического состояния во время перемещения в приемный резервуар. Для этого, например, в отношении цветового оттенка, предпочтительно, осуществляют смешанную калькуляцию характеристик продукта в анализирующим блоке, который учитывает распределение материала между технологическим смесительным резервуаром и приемным смесительным резервуаром, то есть учитывает количество материала, которое перед шагом с подмешиванием уже было перемещено в приемный резервуар. Так характеристики в плане цветового оттенка покровного материала при перемещении остающейся части партии из технологического смесителя адаптируют к характеристикам всей партии.
Альтернативно или дополнительно, подмешивание компонентов, предпочтительно, осуществляют посредством введения непосредственно в приемный резервуар. Это позволяет дополнительно экономить время и оказывается предпочтительным решением, прежде всего, при приготовлении покровных материалов, которые при определенных обстоятельствах не должны подвергаться корректировке в колориметрическом отношении. Наиболее предпочтительно, подмешивание компонентов непосредственно в приемный резервуар осуществляют с введением таких компонентов, фракция которых в предварительной смеси влияет на вязкость и/или рН-показатель.
Альтернативно или дополнительно, подмешивание компонентов, предпочтительно, осуществляют посредством введения в линию текучей среды, которая гидродинамически соединена, с одной стороны, с технологической смесительной емкостью и, с другой стороны, с приемным резервуаром для перемещения смеси с предварительным составом из технологического смесительного резервуара в приемный смесительный резервуар, (с введением) в точке выше по потоку от одного или нескольких измерительных устройств, которые фиксируют фактическое состояние смеси с предварительным составом.
Предпочтительно, способ усовершенствован за счет шага:
- очистки технологического смесительного резервуара, и предпочтительно измерительного устройства, для подготовки к следующему дозированному замесу того же самого или другого текучего покровного материала, как только предварительная смесь будет перемещена в приемный резервуар и до того, как будет завершена гомогенизация в приемном резервуаре. За счет этого обеспечивают, что технологический смесительный резервуар снова может использоваться для приготовления нового дозированного замеса покровного материала с, при необходимости, отклоняющимся составом уже до того, как предшествующая партия выйдет из приемного резервуара. Таким образом, инфраструктура технологического смесительного резервуара может использоваться оптимально, и степень загрузки производственных мощностей остается гарантированно высокой. Предпочтительно, выполненное для определения цветового оттенка измерительное устройство используют также для контроля эффективности состояния очистки технологического оборудования.
Предпочтительно, способ усовершенствован за счет шага:
- микрогомогенизации смеси с предварительным составом во время перемещения из технологического смесительного резервуара в приемный смесительный резервуар. Микрогомогенизацию, предпочтительно, осуществляют посредством врезки поточного растворителя (ILD) в линию текучей среды между технологическим смесительным резервуаром и приемным смесительным резервуаром. Поточный растворитель, предпочтительно, выполнен для того, чтобы, по меньшей мере, частично перемешивать и диспергировать смесь с предварительным составом.
Кроме того, способ, предпочтительно, включает в себя шаг:
- фильтрацию смеси с предварительным составом во время перемещения из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар.
Предпочтительно, в линию текучей среды между технологическим смесительным резервуаром и приемным резервуаром интегрируют фильтр, например в фильтровом корпусе.
Способ, предпочтительно, усовершенствован с включением в него также следующих шагов:
- сбор нескольких дозированных замесов, состоящих из компонентов и доводочных количеств компонентов для каждого дозированного замеса, в приемном резервуаре,
- продолжение гомогенизации дозированных замесов в приемном резервуаре, пока не будет получен покровный материал, и
- розлив покровного материала партии продукта из приемного резервуара.
Дозировочное устройство в предпочтительных вариантах осуществления изобретения выполнено для обеспечения подмешивания вручную и/или выполнения автоматического подмешивания одного, нескольких или всех компонентов. Прежде всего, предпочтительно, вручную через дозировочное устройство подмешивают компоненты, которые влияют на цветовой оттенок покровного материала.
Благодаря тому, что несколько дозированных замесов могут собираться в приемном резервуаре, дополнительно уменьшают воздействие вероятных ошибок при отвешивании, которые по-прежнему могут иметь место в отдельных случаях. Кроме того, можно приготавливать большие партии с высокой точностью в плане их состава.
Наиболее предпочтительно, объем приемного резервуара составляет целую многократную величину объема технологического смесительного резервуара, например двух-, трех- или четырехкратную величину.
Предпочтительно, в технологический смесительный резервуар одновременно отвешивают два или больше компонентов для подлежащего приготовлению покровного материала. Одновременное отвешивание считается предпочтительным для основных компонентов покровного материала, таких как, например, системы смол или растворители.
Прежде всего, в вариантах осуществления способа согласно изобретению, в которых партию приготавливают из нескольких дозированных замесов, первый изготовленный по технологическому процессу и перемещенный в приемный резервуар дозированный замес, предпочтительно, задает маточную смесь, а один или несколько следующих за маточной смесью дозированных замесов для партии задает (-ют) соответственно клонированный дозированный замес (-ы). Если для маточной смеси оказалось необходимым подмешивание одного или нескольких компонентов, то, предпочтительно, соответственно подмешиваемое количество отвешивают в технологический смесительный резервуар при отвешивании компонентов для соответствующих клонированных дозированных замесов уже с загрузкой в технологический смесительный резервуар этих компонентов для соответствующего клонированного дозированного замеса. За счет этого явно уменьшают затраты времени на подмешивание и, следовательно, уменьшают длительность приготовления соответствующего клонированного дозированного замеса, а, таким образом, и партии в целом. Этот вариант приготовления в комбинации с увеличенным по сравнению с технологическим смесительным резервуаром приемным резервуаром обеспечивает дополнительный эффект, заключающийся в том, что можно приготавливать очень большие партии из одной маточной смеси и нескольких клонированных дозированных замесов, причем благодаря клонированию достигают высокой точности в плане состава партии при сведенных к минимуму расходах доводочных масс на загрузку и подмешивание. Одновременно благодаря клонированию в комбинации с увеличенным объемом приемного резервуара уменьшают потребное время на приготовление партии.
Далее, способ согласно изобретению, предпочтительно, усовершенствован за счет того, что он включает в себя следующие шаги:
- возвращение окончательно гомогенизированного, изготовленного покровного материала посредством циркуляционной линии из приемного резервуара на измерительное устройство,
- повторное перемещение через измерительное устройство в приемный резервуар, и
- установление фактического состояния покровного средства во время перемещения в приемный резервуар.
Благодаря возвращению и повторной проверке готовой партии с прохождением через измерительное устройство возможен завершающий контроль качества гомогенизированной партии без использования дополнительных аппаратных средств.
Выше по тексту изобретение было описано в своем первом аспекте с изложением способа согласно изобретению. Согласно второму аспекту изобретение решает вышеуказанную задачу с помощью смесительной установки вышеуказанного типа, которая имеет: технологический смесительный резервуар, который выполнен для приема компонентов для одного дозированного замеса, по существу в заранее определенном количестве соответственно для дозированного замеса, и для смешивания компонентов в технологическом смесительном резервуаре в однородную смесь с предварительным составом, приемный резервуар, линию текучей среды, которая гидродинамически соединена с технологическим смесительным резервуаром и с приемным резервуаром для перемещения смеси с предварительным составом из технологического смесительного резервуара в приемный смесительный резервуар, соотнесенное с линией текучей среды измерительное устройство, которое выполнено для установления фактического состояния смеси с предварительным составом во время перемещения в приемный резервуар, осуществляющий связь с измерительным устройством анализирующий блок, который выполнен для определения отклонения фактического состояния смеси с предварительным составом от заранее определенного заданного состояния и для установления необходимого для достижения заданного состояния доводочного количества для компонентов, и, предпочтительно, дозировочное устройство, которое выполнено для того, чтобы в зависимости от необходимого доводочного количества подмешивать компоненты в смесь с предварительным составом тогда, когда смесь с предварительным составом перемещают уже из технологического смесительного резервуара в приемный резервуар.
Дозировочное устройство в предпочтительных вариантах осуществления изобретения выполнено для обеспечения подмешивания вручную и/или выполнения автоматического подмешивания одного, нескольких или всех компонентов.
В смесительной установке согласно изобретению реализованы преимущества и предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению. Предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению одновременно воплощены в предпочтительных вариантах конструктивного выполнения смесительной установки согласно изобретению, и наоборот, в связи с чем в этом отношении также делается ссылка на вышеприведенные варианты осуществления способа согласно изобретению.
Технологический смесительный резервуар, предпочтительно, включает в себя один или несколько смесительных элементов, например перемешивающих органов, чтобы сводить отвешенные компоненты в смесь с предварительным составом и гомогенизировать ее.
Приемный резервуар, предпочтительно, включает в себя один или несколько смесительных элементов, например перемешивающих органов, для продолжения гомогенизации перемещенной в приемный резервуар смеси таким образом, что получают готовый покровный материал.
В предпочтительном варианте конструктивного выполнения измерительное устройство включает в себя расположенный в линии текучей среды мерный участок, на котором, в свою очередь, расположен (-ы) один или несколько измерительных приборов для фиксации фактического состояния смеси.
Измерительный прибор или измерительные приборы, предпочтительно, выполнен (-ы) для того, чтобы в количественном выражении фиксировать один из или несколько следующих характеристических параметров: вязкость, рН-показатель, цветовой оттенок, плотность, прозрачность, проводимость и/или размер частичек.
Измерительное устройство и анализирующий блок, предпочтительно, выполнены для непрерывной фиксации фактического состояния смеси с предварительным составом во время перемещения в приемный резервуар.
Дозировочное устройство, предпочтительно, включает в себя один подводящий трубопровод для каждого из компонентов, который является соединяемым с одним (стационарным или сменным) источником исходных материалов. В подводящем трубопроводе, предпочтительно, расположен соответственно один датчик для фиксации величины расхода (массового расхода и/или объемного расхода). Кроме того, предпочтительно, в каждом из подводящих трубопроводов расположен клапан для выборочного отпирания или запирания подводящего трубопровода. Дозировочное устройство, предпочтительно, с возможностью передачи сигналов соединено с электронным блоком управления, который, в свою очередь, соединен с анализирующим блоком или интегрирован в анализирующий блок. Электронный блок управления, предпочтительно, выполнен для того, чтобы на основе переданных от анализирующего блока характеристических параметров, относящихся к фактическому состоянию предварительной смеси, определять значения расхода подмешиваемых компонентов и отпирать или запирать клапаны в подводящих трубопроводах дозировочного устройства таким образом, чтобы определенные подмешиваемые количества компонентов с возможностью отслеживания и, предпочтительно, в режиме регулирования с помощью установленных в подводящих трубопроводах датчиков для фиксации величины расхода подавались в технологический смесительный резервуар и/или в приемный резервуар. Альтернативно или дополнительно, при этом осуществляют определение баланса добавленных компонентов (количеств исходных материалов) посредством дополнительного взвешивания/нетто-взвешивания исходных подач компонентов (из резервуаров исходных материалов) после отбора заданного количества, помещая их на весовые тензодатчики, динамометрические датчики давления или аналогичные взвешивающие устройства. Альтернативно или дополнительно, осуществляют подачу уже предварительно взвешенных количеств одного компонента (исходного материала) на дозированный замес, то есть на предварительное шихтование этого компонента автономно от технологического оборудования, чтобы гарантировать требуемую точность подвода исходного материала.
Для дозирования в предпочтительных вариантах осуществления вместо комбинации из управляемого клапана и датчика количества расхода предложены дозировочные клапаны, которые являются управляемыми с точной задачей объемного расхода так, что отдельная процедура измерения количества расхода не требуется. Например, для дозирования могут использоваться шланговые задвижки или игольчатые клапаны, порция выгружаемого материала из которых с высокой точностью может регулироваться через систему управления циклами подачи или периодами времени подачи. Альтернативно, предложено использование мембранных клапанов, шпиндельных клапанов или других дозировочных клапанов объемного расхода.
Подводящие трубопроводы смесительной установки согласно изобретению в предпочтительных вариантах осуществления выборочно гидродинамически соединены с технологическим смесительным резервуаром и/или с приемным резервуаром, чтобы обеспечивать подмешивание непосредственно в соответствующий резервуар.
Расположенная между технологическим смесительным резервуаром и приемным резервуаром линия текучей среды, предпочтительно, имеет в себе одно или несколько герметично запираемых выпускных отверстий для очистки линии текучей среды, прежде всего с помощью сжатого воздуха и/или промывочной жидкости. Для целей очистки линия текучей среды, предпочтительно, включает в себя как на стороне технологического смесительного резервуара, так и на стороне приемного резервуара запорные органы, которые для проведения очистки линии текучей среды могут запираться непроницаемым для жидкости образом и, предпочтительно, непроницаемым под давлением образом.
В предпочтительном варианте конструктивного выполнения технологический смесительный резервуар оборудован одним или несколькими спускными отверстиями для очистки технологического смесительного резервуара после осуществленного перемещения предварительной смеси в направлении приемного резервуара.
Предпочтительно, подводящим трубопроводам дозировочного устройства соответственно приданы насосы, которые также осуществляют связь с электронным блоком управления для обеспечения подачи компонентов.
В предпочтительном варианте конструктивного выполнения технологический смесительный резервуар и/или линия текучей среды между технологическим смесительным резервуаром и приемным смесительным резервуаром гидродинамически соединены со специальным трубопроводом для подачи чистящих средств, с помощью которого чистящая жидкость может вводиться в технологический смесительный резервуар и/или линию текучей среды. Кроме того, возможно непрерывное определение результата очистки смесительного резервуара с помощью измерительного устройства, фиксирующего цветовой оттенок.
Далее со ссылкой на прилагаемую фигуру приведено более подробное описание изобретения на основе предпочтительного примера осуществления.
На фигуре в схематичном представлении показана смесительная установка согласно изобретению согласно предпочтительному примеру его осуществления.
Показанная на фигуре смесительная установка 1 для приготовления партиями покровного материала включает в себя технологический смесительный резервуар 3 и приемный резервуар 5. Технологический смесительный резервуар 3 и приемный резервуар 5 гидродинамически соединены между собой с помощью линии 7 текучей среды.
В технологическом смесительном резервуаре 3 и приемном резервуаре 5 соответственно расположен по меньшей мере один смесительный элемент, например, в форме перемешивающего устройства 9, 11 с приводом от двигателя.
Линия 7 текучей среды выполнена для перемещения предварительной смеси из технологического смесительного резервуара 3 в приемный резервуар 5 и на впускной и выпускной сторонах, предпочтительно, включает в себя первый и второй запорные органы 13, 15. Запорные органы 13, 15, предпочтительно, выполнены соответственно как трехходовой запорный орган так, что один из штуцеров может использоваться для впуска или выпуска чистящей жидкости. Факультативно, соответствующий штуцер может быть гидродинамически соединен со стационарно установленной системой подачи чистящих средств.
Смесительная установка 1 включает в себя также дозировочное устройство 17, которое выполнено для контролируемой подачи отдельных компонентов приготавливаемого покровного материала. Дозировочное устройство 17 включает в себя несколько подводящих трубопроводов 11а, b, с, которые являются выборочно гидродинамически соединяемыми со стационарно установленными резервуарами 19 для исходных материалов или сменными бочками 21.
Основные составные части приготавливаемого покровного материала, которые в подавляющем числе приготавливаемых покровных материалов ожидаемо являются одинаковыми, предпочтительно, содержат в стационарно установленных резервуарах 19 для исходных материалов, в то время как компоненты, которые могут варьироваться в зависимости от состава приготавливаемого покровного материала, предпочтительно, могут содержаться в сменных бочках 21.
В линии 7 текучей среды между технологическим смесительным резервуаром 3 и приемным резервуаром 5 расположено измерительное устройство 23, которое выполнено для непрерывного установления фактического состояния находящейся в технологическом смесительном резервуаре 3 предварительной смеси из отдельных компонентов, когда ее перемещают из технологического смесительного резервуара 3 в приемный резервуар 5. Для этого в измерительном устройстве 23 установлен (-ы) один или несколько измерительных приборов, которые, предпочтительно, выполнены для определения одного, нескольких или всех следующих параметров: рН-показателя, вязкости, цветового оттенка, прозрачности, плотности и/или размера частичек.
Измерительное устройство 23 с возможностью передачи сигналов соединено с анализирующим блоком 25а, который выполнен для того, чтобы сопоставлять зафиксированное измерительным устройством 23 и переданное на анализирующий блок 25а фактическое состояние предварительной смеси с заранее определенным заданным состоянием для предварительной смеси для приготовления покровного материала. Анализирующий блок 25а с возможностью передачи сигналов соединен с электронным блоком 25b управления. В альтернативном варианте, анализирующий блок 25а и блок 25b управления выполнены как отдельные приборы или же, как показано, как один блок (ссылочное обозначение 25). Если по определенным измерительным устройством 23 параметрам, то есть, например, по вязкости, рН-показателю, цветовому оттенку и т.п., будет обнаружено отклонение фактического состояния от заданного состояния, то электронный блок 25b управления выполнен для того, чтобы управлять дозировочным устройством 17 таким образом, чтобы был восполнен недостающий баланс между фактическим состоянием и заданным состоянием.
В этой связи управляемое подмешивание отдельных компонентов в смесь с предварительным составом будет описано далее на примере контроля рН-показателя смеси. После того как в отношении дозированного замеса, обрабатываемого в технологическом смесительном резервуаре 3, необходимые компоненты были отвешены в технологический смесительный резервуар 3 и была выполнена гомогенизация смеси с предварительным составом, которая позволяет осуществлять перемещение и проверку смеси с предварительным составом, в линии 7 текучей среды во время перемещения смеси с предварительным составом в приемный резервуар измерительным устройством 23 измеряют рН-показатель смеси с помощью соответственно оборудованного измерительного прибора.
Анализирующий блок 25а сравнивает измеренный рН-показатель с заранее определенным заданным значением. Если по измеренному рН-показателю будет установлено недопустимо большое отклонение между фактическим значением и заданным значением, анализирующий блок 25а с помощью математических моделей рассчитывает подмешиваемое количество тех компонентов, которые отвечают за корректировку рН-показателя, например, это может быть раствор DMEA (DMEA = диметилэтаноламин). Перемещение смеси с предварительным составом в направлении приемного резервуара факультативно может быть прервано на время подмешивания.
При выполнении подмешивания либо выдают индикацию потребного количества подмешиваемых компонентов на индикаторном приборе, либо анализирующий блок 25а осуществляет связь с блоком 25b управления, чтобы через дозировочное устройство 12 (12 = дозировочная карусель) инициировать подачу в технологический смесительный резервуар. В технологическом смесительном резервуаре 3 в этом случае с помощью перемешивающего рабочего органа 9 дополнительно введенное количество компонента подмешивают в смесь с предварительным составом, пока снова не получится однородный дозированный замес.
Подобным образом, иногда с повторением шагов способа, материал из (номенклатуры) компонентов для дозированного замеса приготавливаемого покровного материала подмешивают до тех пор, пока отслеживаемый параметр, в данном случае рН-показатель не будет набран по сопоставлению фактического значения с заданным значением.
После этого процедуру продолжают с проверкой следующей характеристики продукта.
В случае, когда подмешивание компонента, влияющего на соответственно измеренную характеристику продукта, не обусловлено спецификациями, и если, как описано выше, подмешивание может осуществляться непосредственно в приемный резервуар, подмешивание, как правило, не должно осуществляться итеративным способом (с повторением шагов).
В то время как корректировка рН-показателя может осуществляться посредством присадки вышеописанного раствора диметилэтаноламина, приведение в соответствие вязкости может осуществляться, например, с помощью добавления воды.
Корректировка цветового оттенка может осуществляться посредством присадки соответствующих красильных пигментов.
Альтернативно или дополнительно, дозировочное устройство 17, предпочтительно, является управляемым вручную, чтобы выполнять ручное подмешивание одного, нескольких или всех компонентов. Для ручного подмешивания с помощью дозировочного устройства 17 предпочтительным является решение, если электронный блок 25b управления выполнен для того, чтобы передавать на индикаторный прибор (здесь не показан) выявленное анализирующим блоком 25а отклонение между фактическим состоянием и заданным состоянием.
Для этой цели дозировочное устройство 17 включает в себя предусмотренные в каждом из трубопроводов 11а, b, с приспособления 27 для нагнетания компонента, протекающего в соответствующем подводящем трубопроводе. Нагнетающие приспособления 27 выполнены, например, как насосы.
Также дозировочное устройство 17 включает в себя предусмотренный (-е) в каждом из подводящих трубопроводов 11а, b, с один или несколько датчиков для измерения расхода, выполненных, например, как массовые расходомеры Кориолиса 29.
Также дозировочное устройство 17, предпочтительно, включает в себя один или несколько клапанов 31 для каждого подводящего трубопровода 11а, b, с. Одиночные, некоторые или все клапаны 31, предпочтительно, расположены в пределах дозировочной карусели 12 на технологическом смесительном резервуаре 3.
Подвод компонентов, из которых, как того следует ожидать, для подлежащего приготовлению покровного материала должны подаваться более значительные количества, в предпочтительном решении, альтернативно или дополнительно, с помощью подводящих трубопроводов 11b подсоединен непосредственно к технологическому смесительному резервуару 3, не прибегая к подаче через дозировочную карусель 12.
Некоторые подводящие трубопроводы, а именно подводящие трубопроводы, показанные на фигуре ссылочным обозначением 11с, гидродинамически непосредственно соединены с приемным резервуаром 5.
Электронный блок 25b управления выполнен для того, чтобы, предпочтительно, с задействованием расходомеров 29, с помощью управления нагнетающими приспособлениями 27 и клапанами 31 подмешивать регулируемый поток отдельных компонентов в технологический смесительный резервуар 3 или приемный резервуар 5.
Приемный резервуар 5 включает в себя спускной клапан 33, чтобы после завершения приготовления покровного материала можно было разливать покровный материал в одну или несколько транспортировочных емкостей 35.
Спускной клапан 33 может быть выполнен, например, как многоходовой клапан, а смесительная установка 1, предпочтительно, может включать в себя также циркуляционную линию 37, с помощью которой покровный материал может транспортироваться в линию 7 текучей среды выше по потоку от измерительного устройства 23, чтобы с помощью измерительного устройства 23 можно было проверить характеристики/свойства изготовленного покровного материала.
Факультативные усовершенствования смесительной установки 1, которые не отображены на фиг. 1, относятся, с одной стороны, факультативного подмешивания компонентов покровного материала непосредственно в линию 7 текучей среды. Для этого можно было бы предусмотреть дополнительные или альтернативные подводящие трубопроводы от резервуаров 19, 21 для исходных материалов или от дозировочного устройства 12 к линии 7 текучей среды выше по потоку от измерительного устройства 23, которые в интересах упрощенного представления здесь не вычерчены.
С другой стороны, предпочтительно выше по потоку от дозировочного устройства 12, для одного, нескольких или всех компонентов предусмотрена возможность ручной загрузки компонентов в технологический смесительный резервуар 3. Также и это решение здесь явно не отображено в интересах упрощенного представления.
В линии 7 текучей среды, предпочтительно выше по потоку от измерительного устройства 23, смонтирован сменный фильтрующий элемент 39. Также предпочтительно, опять же выше по потоку от измерительного устройства 23, в линии 7 текучей среды расположен поточный растворитель (ILD) 41.
Далее для примера приведено описание работы смесительной установки в соответствии с приложенной фигурой.
Сначала определяют, какие компоненты необходимы для подлежащей приготовлению партии покровного материала. Заготовленные компоненты находятся в стационарно установленных резервуарах 19 для исходных материалов или в сменных бочках 21. Затем в зависимости от приготавливаемого покровного материала осуществляют первое отвешивание, для чего необходимые компоненты с помощью подводящих трубопроводов 11а, b, предпочтительно, посредством управления со стороны электронного блока 25b управления загружают в технологический смесительный резервуар 3. Для этого электронный блок 25b управления управляет соответствующими нагнетающими приспособлениями 27 и отпирает или запирает клапаны 31 с учетом зафиксированных датчиками расхода 29 количеств подаваемого материала.
После того как будет осуществлена загрузка компонентов для подлежащей приготовлению партии согласно заданный величинам, с приведением в действие перемешивающего устройства 9 с приводом от двигателя компоненты перемешивают в технологическом смесительном резервуаре 3 таким образом, что образуется предварительная смесь. Предварительная смесь при визуальной проверке должна иметь равномерные консистенцию и цвет.
Как только предварительная смесь будет иметь достаточно хорошее качество, приступают к перемещению предварительной смеси через линию 7 текучей среды в приемный резервуар 5. При этом с помощью измерительного устройства 23 во время перемещения устанавливают фактическое состояние предварительной смеси. Данные по определенному фактическому состоянию, которые получают в виде измеренных значений от расположенных на мерном участке измерительных приборов, передают на анализирующий блок 25а. Анализирующий блок 25а определяет, не отклоняется ли фактическое состояние предварительной смеси от предусмотренного для подлежащего приготовлению покровного материала заданного состояния. Если имеет место отклонение, то анализирующий блок 25а определяет, какое доводочное количество (-а) соответствующего компонента (-ов) необходимо или необходимы, чтобы довести фактическое состояние до заданного состояния. На основе этого определения анализирующий блок 25а осуществляет связь с блоком 25b управления в виде запроса на подмешивание, и блок 25b управления подает командный сигнал на дозировочное устройство 17. Альтернативно, на основе этого определения осуществляют ручное подмешивание.
Например, если измерительное устройство 23 обнаружит, что рН-показатель предварительной смеси меньше, чем показатель для заданного состояния, то на дозировочное устройство 17 подают командный сигнал на тот счет, чтобы в необходимом количестве подмешивался тот компонент, который в решающей степени влияет на рН-показатель. Величина отклонения определяет при этом количество подмешиваемого компонента.
Подмешивание, предпочтительно, осуществляют в технологический смесительный резервуар 3. При этом если приготавливают покровный материал, который после отвешивания исходных материалов для покровного материала не должен подвергаться повторной проверке, подмешивание по меньшей мере некоторых компонентов, предпочтительно, осуществляют непосредственно в приемный резервуар 5. Предпочтительно, нагнетенные через подводящий трубопровод 11 с компоненты согласно вышеизложенному являются компонентами, в решающей степени соответственно влияющими на рН-показатель и вязкость, но не на цветовой оттенок.
Предпочтительно, предварительное взвешивание/отвешивание не значимых согласно спецификации фракций партии приготавливаемого покровного материала осуществляют непосредственно в приемном резервуаре. Ответственные за цветовой оттенок компоненты согласно фракционному составу в приготавливаемой партии, предпочтительно, отвешивают в технологический смесительный резервуар, а затем во время перемещения (смеси) в приемный резервуар контролируют с помощью измерительного устройства 23 в плане характеристик продукта и установления фактического состояния и при необходимости корректируют путем подмешивания. Окончательное перемешивание компонентов для партии в этом случае может осуществляться в приемном резервуаре.
Как только технологический смесительный резервуар 3 будет полностью опорожнен в линию 7 текучей среды и приемный резервуар 5, технологический смесительный резервуар 3 может быть отделен от линии 7 текучей среды, например, посредством запирания запорного органа 13 и может подготавливаться к следующему дозированному замесу и/или следующей партии с помощью очистки и т.п.
Равным образом, линия 7 текучей среды, после того как она была полностью опорожнена в приемный резервуар 5, и было завершено перемещение предварительной смеси в приемный резервуар 5, может очищаться через запорные органы 13 и 15. Очистку, предпочтительно, осуществляют посредством промывания чистящей жидкостью, с помощью техники для внутренней очистки ершами и/или посредством очистки сжатым воздухом.
Альтернативно показанной на фигуре комбинации из нагнетающего приспособления 27, датчика расхода 29 и клапана 31 могут быть предусмотрены также другие дозирующие механизмы, например, с использованием подачи материала самотеком и дозировочных клапанов, которые выполнены как объемные питающие устройства или включают в себя встроенные измерительные датчики массового или объемного расхода.
В то время пока еще продолжается беспрерывная гомогенизация предварительной смеси до готового покровного материала в приемном резервуаре 5, в предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению в технологическом смесительном резервуаре 3 уже приступают к загрузке компонентов для последующего дозированного замеса того же самого или другого приготавливаемого покровного материала. Если должен приготавливаться следующий дозированный замес того же самого покровного материала, который как раз гомогенизируют в приемном резервуаре 5, он может перемещаться в приемный резервуар 5 по ходу текущего процесса таким образом, что приемный резервуар 5 (если он параметрически задан достаточно большим) может собирать и гомогенизировать несколько дозированных замесов. Благодаря этому возможные ошибки при дозировании, которые могут иметь место в одном дозированном замесе, сказываются менее сильно на партии в целом, так что воспроизводимость приготовления улучшают.
Приготовление партии с помощью нескольких дозированных замесов дополнительно улучшают за счет того, что первый дозированный замес для подлежащей приготовлению партии в определенном смысле задает маточную смесь для подлежащего приготовлению покровного материала.
Необходимое количество подмешивания отдельных компонентов, определенное в отношении первого, отвешенного в технологический смесительный резервуар дозированного замеса, накапливают и во время одного или нескольких следующих дозированных замесов для всей партии совместно отвешивают в технологический смесительный резервуар сразу же с началом соответствующего процесса загрузки. За счет этого уменьшают затраты времени на подмешивание в отношении следующего дозированного замеса в составе партии, и длительность приготовления может быть дополнительно сокращена. В этом случае в измерительном устройстве 23 для контроля качества практически остается только проверить, достаточно ли близко доведены «клонированные дозированные замесы» до заданной перед этим «маточной смеси». Окончательную гомогенизацию во время этой проверки, предпочтительным образом, осуществляют в приемном резервуаре.