СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА
METHOD FOR MIXING COMPONENTS FOR PREPARATION OF POLYVINYL ALCOHOL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к техническим средствам для перемешивания с вращающимися перемешивающими устройствами в неподвижных резервуарах, более конкретно, изобретение относится к способу перемешивания компонентов для приготовления поливинилового спирта (ПВС).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен аппарат «реактор с несимметричным перемешивающим устройством», раскрытое в публикации патента RU 2019284 C1 (опубликовано 15.09.1994). Известный аппарат включает в себя патрубки для загрузки компонентов смеси, перемешивающий орган, расположенный внутри ёмкости и выполненный с возможностью вращения; в днище ёмкости выполнено сливное отверстие со сливным патрубком, сообщающимся со сливным отверстием гидравлически и пневматически. При этом, выгрузка готового продукта выполняется после перемешивания, то есть патрубок для выгрузки готового продукта (сливной патрубок) содержит запорное устройство, выполненное с возможностью открытия и закрытия вытекания жидкости из патрубка.
При использовании известного устройства для перемешивания поливинилового спирта (ПВС) выполняют следующие действия: загружают жидкий и сухой компоненты в ёмкость для перемешивания; осуществляют перемешивание смеси с помощью перемешивающего органа. После приготовления смеси открывают запорное устройство и выгружают готовый продукт через сливной патрубок.
Приведённое решение является ближайшим аналогом раскрытого изобретения.
Сухие компоненты раствора поливинилового спирта тяжелее жидких (воды), из-за чего они в ходе перемешивания оседают на дно ёмкости и забивают объём сливного патрубка. Это обуславливает следующие недостатки известного решения:
- часть сухого компонента не вмешивается или вмешивается в течение длительного времени;
- увеличиваются затраты энергии на производство ПВС и производительность процесса приготовления поливинилового спирта;
- сливной патрубок и/или сливное отверстие могут забиваться сухим компонентом, что затрудняет выгрузку готового продукта и приводит к попаданию сухого компонента в готовый продукт.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Перед разработчиками настоящего изобретения стояла задача повышения эффективности растворения сухих компонентов раствора ПВС, которая включала в себя снижение вероятности попадания сухого компонента в сливной патрубок, а также увеличение энергоэффективности растворения сухого компонента и перемешивания раствора в основной части ёмкости аппарата.
Поставленная задача была решена за счёт создания способа перемешивания компонентов для приготовления поливинилового спирта с помощью перемешивающего аппарата, содержащего
ёмкость для перемешивания;
перемешивающий орган, расположенный внутри ёмкости и выполненный с возможностью вращения;
в днище ёмкости выполнено сливное отверстие со сливным патрубком, сообщающимся со сливным отверстием гидравлически и пневматически;
при этом сливной патрубок содержит запорное устройство, выполненное с возможностью регулирования вытекания жидкости из сливного патрубка;
при этомаппарат включает в себя по меньшей мере один пневматический патрубок, соединённый со сливным патрубком таким образом, что он по меньшей мере в закрытом положении запорного устройства пневматически соединяется с ёмкостью для перемешивания через объём сливного патрубка; и
при этом по меньшей мере один пневматический патрубок пневматически соединён с источником сжатого газа;
включающий в себя этапы, на которых
загружают жидкий и сухой компоненты поливинилового спирта в ёмкость для перемешивания;
осуществляют перемешивание смеси с помощью перемешивающего органа, при этом в ходе перемешивания с помощью по меньшей мере одного пневматического патрубка в ёмкость через сливной патрубок подают сжатый газ.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в повышении эффективности растворения сухих компонентов ПВС.
Технический результат в раскрытом техническом решении достигается благодаря тому, что в ходе работы аппарата и перемешивания в сливной патрубок поступает сжатый воздух. Частицы сухого компонента за счёт этого выбиваются из патрубка, при этом поток воздуха не даёт возможности частицам сухого компонента поступать в сливной патрубок. Вместе с тем, сухой компонент, оседающий на дно ёмкости, поднимается вверх, что дополнительно увеличивает эффективность перемешивания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 – схематичное изображение перемешивающего аппарата для приготовления раствора поливинилового спирта.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с раскрытым техническим решением перемешивающий аппарат 1 для приготовления раствора поливинилового спирта включает в себя ёмкость 2 для перемешивания, патрубок 3 для загрузки сухого компонента, патрубок 4 для загрузки жидкого компонента, перемешивающий орган 5, расположенный внутри ёмкости 2 и выполненный с возможностью вращения; в днище 6 ёмкости 2 выполнено сливное отверстие 7 со сливным патрубком 8, сообщающимся со сливным отверстием 7 и ёмкостью 2 гидравлически и пневматически; при этом сливной патрубок содержит запорное устройство 9, выполненное с возможностью открытия и закрытия для управления вытеканием жидкости из сливного патрубка 8.
Исполнение перемешивающего аппарата может соответствовать стандарту ГОСТ 24000-97 «Аппараты эмалированные с механическими перемешивающими устройствами. Типы, основные параметры и размеры».
В качестве запорного устройства 9 перемешивающий аппарат 1 может содержать кран, вентиль, задвижку, заслонку или любое другое из известных запорных устройств.
Сливной патрубок 8 может выполняться в виде трубки, которая гидравлически и пневматически соединена с ёмкостью 2 перемешивающего аппарата 1. В предпочтительном варианте осуществления изобретения сливной патрубок 8 выполнен так, что в рабочем состоянии перемешивающего аппарата 1 он расположен по существу перпендикулярно вертикальной оси.
При этом, в предпочтительном варианте осуществления технического решения днище 6 ёмкости 2 выполнено скруглённым таким образом, что наиболее низкая его точка находится по существу в центре днища 6. То есть в предпочтительном варианте осуществления глубина ёмкости 2 увеличивается от края ёмкости к её середине.
В соответствии с раскрытым техническим решением перемешивающий аппарат включает в себя по меньшей мере один пневматический патрубок 10, соединённый со сливным патрубком 8 таким образом, что пневматический патрубок 10 пневматически соединяется с ёмкостью 2 для перемешивания через объём сливного патрубка 8. Предпочтительно соединять пневматический патрубок 10 со сливным патрубком 8 как можно ниже над запорным устройством 9 для того, чтобы минимизировать возможность попадания сухого вещества в сливной патрубок 8 во время перемешивания. При этом, в соответствии с настоящим техническим решением по меньшей мере один пневматический патрубок 10 пневматически соединён с источником сжатого воздуха (не показан). В предпочтительном варианте осуществления технического решения, источник сжатого воздуха выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха в сливной патрубок 8 через пневматический патрубок 10 под давлением, превышающим атмосферное давление на величину не менее 0,5 технической атмосферы.
При этом, в соответствии с настоящим техническим решением перемешивающий аппарат 1 в рабочем состоянии содержит отверстие в верхней части ёмкости 2, которое пневматически соединено с внешней средой. Такое отверстие может служить для стравливания (выхода) излишнего воздуха, который проходит через смесь из пневматического патрубка 10. Необходимо понимать, что в качестве такого отверстия может использоваться как отдельно предназначенное для этого отверстие, так и по меньшей мере один из патрубков для загрузки компонентов, например, парубок 3 для загрузки сухого компонента.
В предпочтительном варианте осуществления раскрытого технического решения сливное отверстие 7 выполнено в днище 6 ёмкости 2 вблизи точки, соответствующей наибольшей глубине ёмкости 2. В варианте осуществления, в котором днище 6 ёмкости 2 выполнено скруглённым таким образом, что наиболее низкая его точка находится в центре днища 6, сливное отверстие 7 выполняется по существу в центре днища 6 ёмкости 2 для перемешивания. В этом варианте осуществления дополнительно повышается эффективность перемешивания компонентов ПВС благодаря тому, что частицы сухого компонента, которые оседают на днище 6 ёмкости 2 под воздействием гравитационного осаждения, опускаются непосредственно к сливному отверстию 7 и сливному патрубку 8, после чего под действием поступающего в ёмкость 2 для перемешивания сжатого воздуха поднимаются вверх, при этом упомянутые частицы сухого компонента дополнительно перемещаются внутри раствора, что повышает эффективность перемешивания компонентов ПВС и растворения сухих компонентов.
Перемешивающий аппарат 1 в соответствии с раскрытым техническим решением может использоваться в способе перемешивания поливинилового спирта, который включает в себя этапы, на которых
загружают жидкий и сухой компоненты раствора поливинилового спирта в ёмкость 2 для перемешивания;
осуществляют перемешивание смеси с помощью перемешивающего органа 5 перемешивающего аппарата 1, при этом в ходе перемешивания с помощью по меньшей мере одного пневматического патрубка 10 в ёмкость через сливной патрубок 8 подают сжатый газ. В предпочтительном варианте осуществления технического решения в качестве сжатого газа используют сжатый воздух.
Загрузка компонентов раствора может осуществляться через соответствующие патрубки (3 и 4).
Предпочтительно, сжатый воздух подают под давлением, превышающим атмосферное давление на величину не менее 0,5 технической атмосферы. При значениях давления, превышающих атмосферное на 0,5 – 0,9 технической атмосферы достигается оптимальный режим перемешивания, когда частицы с одной стороны не попадают в сливной патрубок 8, с другой – осаждаемые на днище 6 частицы поднимаются в верхние слои раствора (в варианте осуществления, когда сливной патрубок 8 выполнен в месте днища 6, соответствующем наиболее глубокой части ёмкости 2 для перемешивания, например, в центре днища 6 ёмкости 2 для перемешивания).
Настоящее техническое решение было подробно описано со ссылкой на отдельные варианты его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объёма правовой охраны, определяемого формулой изобретения.