УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ СМЕСЕЙ
FINE MIXE PRODUCTION PLANT

Изобретение относится к средствам получения высокодисперсных гомогенизированных смесей с заданной концентрацией компонентов.
Наиболее близким техническим решением является система для приготовления смесей (патент РФ №2163504 - прототип), включающая канал подачи раствора первого компонента, выполненный с возможностью фильтрации и регулирования параметров потока, первый смеситель и канал подачи раствора второго компонента.
Известная система недостаточно эффективна при формировании высокодисперсных вспененных смесей, используемых для получения полимерных материалов, из-за трудности получения высокодисперсной, равномерной по размеру пузырьков, стабильной полимеризованной вспененной смеси.
Технический результат - повышение качества продукции за счет повышении точности дозирования и регулирования потоков подаваемых компонентов и повышение достоверности и точности работы устройства.
Это достигается тем, что в установке для приготовления смесей, содержащей канал подачи раствора первого компонента, выполненный с возможностью фильтрации, дозирования и принудительной подачи раствора первого компонента в смесительный блок, канал подачи раствора второго компонента выполнен с возможностью его фильтрации, дозирования и принудительной подачи раствора второго компонента в пеногенератор, выполненный с возможностью вспенивания раствора второго компонента сжатым воздухом, подаваемым через канал подачи сжатого воздуха, смесительный блок выполнен с возможностью смешивания раствора первого компонента и вспененного второго компонента и выдачи получаемой высокодисперсной смеси, при этом она дополнительно включает канал подачи третьего компонента, выполненный с возможностью фильтрации, дозирования и принудительной подачи третьего компонента во второй смеситель, выполненный с возможностью смешивания раствора третьего компонента с высокодисперсной смесью на выходе первого смесителя, а пеногенератор выполнен низкократным, содержит цилиндрический корпус с фланцами на торцах, в одном из которых установлено сопло для подвода водного раствора пенообразователя, а в боковой поверхности корпуса - патрубок для подвода воздуха, и установленную внутри корпуса напротив сопла камеру смешения, а сопло для подвода водного раствора пенообразователя имеет коническую часть, соединенную с фланцем для подвода водного раствора пенообразователя, и соосную ей цилиндрическую часть, установленную напротив конфузора камеры смешения, причем в боковой поверхности корпуса расположен перпендикулярно оси корпуса патрубок с обратным клапаном для подвода воздуха, а камера смешения выполнена с цилиндрической частью и диффузором на ее выходе, прикрепленным большим основанием к фланцу, при этом она имеет дополнительную опору в виде упругого кольца, соединяющего цилиндрическую часть с корпусом.
На фиг.1 приведена схема установки для приготовления высокодисперсных смесей, на фиг.2 - вариант выполнения установки, работающей по двум каналам, на фиг.3 - схема пеногенератора.
Установка для приготовления высокодисперсных смесей (фиг.1) содержит емкость 1 второго компонента (раствор пенообразующего вещества), кран 2, насос 3, манометр 4, кран 5, фильтр 6, кран 7, дроссель 8, образующие канал подачи второго компонента, пеногенератор 9, источник 10 сжатого воздуха, кран 11, емкость 12 второго компонента (карбамидоформальдегидная смола), кран 13, насос 14, манометр 15, фильтр 16, кран 17, дроссель 18, смеситель 19, емкость 20 третьего компонента (раствор отвердителя), кран 21, насос 22, манометр 23, фильтр 24, кран 25, дроссель 26, источник 27 сжатого воздуха, смеситель 28. Узлы 12-18 образуют канал подачи первого компонента, узлы 20-26 образуют канал подачи третьего компонента.
В установке для приготовления высокодисперсных смесей по второму варианту (фиг.2) работа по двум каналам идентична. Но в растворе второго компонента отсутствует отвердитель. В третьем канале из емкости 20 раствор отвердителя через кран 21 и насос 22 подается в фильтр 24 и далее через кран 25 и дроссель 26 в смеситель 28, где смешивается со смесью смолы и вспенивателя, что позволяет улучшить качество получаемого материала, т.к. подача отвердителя в смесь на конечном этапе позволяет получать высокодисперсную равномерную по размеру пузырьков стабильную полимеризующуюся смесь.
Пеногенератор (фиг.3) содержит цилиндрический корпус 29 с фланцами 30, 31, закрепленными на его торцах, во фланце 30 установлено сопло 32 для подвода водного раствора пенообразователя. Сопло 32 имеет коническую часть, соединенную с фланцем 30 для подвода водного раствора пенообразователя, и соосную ей цилиндрическую часть 33, установленную напротив конфузора 36 камеры смешения. В боковой поверхности корпуса 29 расположены отверстия (не показаны) или перпендикулярно оси корпуса 29 патрубок 34 с обратным клапаном 35 для подвода газа (воздуха). Камера смешения выполнена с цилиндрической частью 37 и диффузором 38 на ее выходе, прикрепленным большим основанием к фланцу 31. Камера смешения имеет дополнительную опору в виде упругого кольца 39, соединяющего цилиндрическую часть 37 с корпусом 29.
Установка для приготовления высокодисперсных смесей работает следующим образом.
В устройстве по первому варианту (фиг.1) перед началом работы открывают краны 7, 17, затем краны 2, 13 и одновременно включают насосы 3, 14. Раствор (пенообразующее вещество (ПАВ) плюс отвердитель) из емкости 1 через кран 2, насос 3, фильтр 6, кран 7 и дроссель 8 поступает в пеногенератор 9, куда подается сжатый воздух от источника 10 и осуществляется вспенивание ПАВ. Из емкости 12 смола подается через кран 13 в насос 14 и через фильтр 16, кран 17 и дроссель 18 в смеситель 19. Туда же подается вспененный ПАВ с отвердителем. Эти два компонента перемешиваются и готовая смесь выдается потребителю, который использует ее по своему усмотрению. Дроссели 8 и 18 служат дозаторами, манометры 4, 15 позволяют контролировать давление в потоках компонентов. Перед окончанием работы сначала закрывают краны 2, 13, затем 7, 17, открывают краны 5, 11 для очистки каналов, пеногенератора 9 и смесителя 19. Затем краны 5, 11 закрывают. Управление технологическим процессом подачи, дозирования, вспенивания и перемешивания растворов позволяет получать высокодисперсную равномерную по размеру пузырьков, стабильную полимеризующуюся смесь, которая при дальнейшем отверждении превращается в материал с высокими физико-механическими и теплоизолирующимися свойствами.
В устройстве по второму варианту (фиг.2) работа по двум каналам идентична. Но в растворе второго компонента отсутствует отвердитель. В третьем канале из емкости 20 раствор отвердителя через кран 21 и насос 22 подается в фильтр 24 и далее через кран 25 и дроссель 26 в смеситель 28, где смешивается со смесью смолы и вспенивателя. Это позволяет улучшить качество получаемого материала, т.к. подача отвердителя в смесь на конечном этапе позволяет получать высокодисперсную равномерную по размеру пузырьков, стабильную полимеризующуюся смесь, дальнейшее отверждение которой происходит более равномерно во времени и по объему, что улучшает свойства конечного материала. Кроме того, это позволяет облегчить работу смесителя 19, т.к. процесс схватывания элементов смеси в установке по первому варианту начинается уже в процессе работы смесителя. А в установке по второму варианту процесс схватывания элементов смеси начинается уже за пределами смесителя 28.
Пеногенератор работает следующим образом.
Водный раствор пенообразователя под давлением через входные отверстия сопла 32 (сначала коническое, а потом цилиндрическое) попадает в конфузор 36. За счет кинетической энергии струи воздух снаружи (или газ под давлением) увлекается (засасывается) наружной движущейся с большой скоростью поверхностью струи в камеру смешения, где происходит образование пены требуемой кратности.
Повышение точности дозирования и регулирования потоков растворов компонентов по каналам установки, поддержание в установке единого настроенного автоматического режима вспенивания, смешивания и отверждения позволяют повысить достоверность и точность работы установки и повысить качество продукции.