RU2457895C1

RU2457895C1 - Fine mixe production plant

Info

Publication number: RU2457895C1
Application number: RU2011114836/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-08-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of fine homogenised mixes with preset concentration of components. Proposed plant comprises channels to feed solution of three components to allow filtration, proportioning and forced fed of said solution. First component is fed into mixer. Second component is fed into foam generator. Mixer mixes first component and foamed second component to output fine mix. Third component is fed into second mixer to mix it with fine mix at first mixer outlet. Low-expansion foam generator comprises cylindrical casing with flanges on its ends. One of said flanges is provided with nozzle to feed water solution of foam generator. Casing sidewall has air feed branch pipe. Mixing chamber is arranged inside said casing.

EFFECT: higher quality of finished products.

3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам получения высокодисперсных гомогенизированных смесей с заданной концентрацией компонентов.The invention relates to means for producing highly dispersed homogenized mixtures with a given concentration of components.

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.The closest technical solution is a system for preparing mixtures (RF patent No. 2163504 - prototype), including a channel for supplying a solution of the first component, configured to filter and control the flow parameters, a first mixer and a channel for supplying a solution of the second component.

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.The known system is not effective enough in the formation of highly dispersed foam mixtures used to produce polymer materials, due to the difficulty of obtaining a highly dispersed, uniform in size bubbles, stable polymerized foam mixture.

Технический результат - повышение качества продукции за счет повышении точности дозирования и регулирования потоков подаваемых компонентов и повышение достоверности и точности работы устройства.The technical result is an increase in product quality by increasing the accuracy of dosing and regulating the flows of the supplied components and increasing the reliability and accuracy of the device.

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.This is achieved by the fact that in the installation for preparing mixtures containing a channel for supplying a solution of the first component, made with the possibility of filtering, dosing and forcing the solution of the first component into the mixing unit, the channel for supplying the solution of the second component is made with the possibility of filtering, dosing and forced feeding of the solution the second component in the foam generator, made with the possibility of foaming the solution of the second component with compressed air supplied through the compressed air supply channel, The holder unit is capable of mixing the solution of the first component and the foamed second component and dispensing the resulting finely divided mixture, while it additionally includes a feed channel of the third component, configured to filter, dispense and force the third component into the second mixer, configured to mix the solution of the third component with a finely dispersed mixture at the outlet of the first mixer, and the foam generator is made low, contains a cylindrical body flanges at the ends, in one of which there is a nozzle for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and in the side surface of the housing there is a nozzle for supplying air, and a mixing chamber installed inside the housing opposite the nozzle, and the nozzle for supplying an aqueous solution of a foaming agent has a conical part connected to the flange for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and a cylindrical part coaxial to it, mounted opposite the confuser of the mixing chamber, moreover, the housing is located perpendicular to the axis pipe with a check valve for supplying air, and a mixing chamber formed with a cylindrical portion and a diffuser at its output, a large base attached to the flange, while it has an additional support in the form of a resilient ring connecting cylindrical part to the body.

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.Figure 1 shows the installation diagram for the preparation of finely dispersed mixtures, figure 2 is an embodiment of the installation, working on two channels, figure 3 is a diagram of a foam generator.

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.Installation for the preparation of finely dispersed mixtures (Fig. 1) contains a container 1 of the second component (foaming agent solution), valve 2, pump 3, pressure gauge 4, valve 5, filter 6, valve 7, throttle 8 forming the feed channel of the second component, foam generator 9 , compressed air source 10, valve 11, container 12 of the second component (urea-formaldehyde resin), valve 13, pump 14, pressure gauge 15, filter 16, valve 17, throttle 18, mixer 19, container 20 of the third component (hardener solution), valve 21 , pump 22, pressure gauge 23, filter 24, crane 25, throttle 26, compressed source 27 air, mixer 28. The nodes 12-18 form the feed channel of the first component, the nodes 20-26 form the feed channel of the third component.

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.In the installation for the preparation of fine mixtures according to the second embodiment (figure 2), the work on two channels is identical. But there is no hardener in the solution of the second component. In the third channel from the tank 20, the hardener solution is supplied through the valve 21 and pump 22 to the filter 24 and then through the valve 25 and the inductor 26 to the mixer 28, where it is mixed with a mixture of resin and blowing agent, which improves the quality of the material obtained, since feeding the hardener into the mixture at the final stage allows one to obtain a highly dispersed, uniform, bubble-sized, stable polymerizable mixture.

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.The foam generator (Fig. 3) contains a cylindrical body 29 with flanges 30, 31 fixed at its ends; a nozzle 32 is installed in the flange 30 for supplying an aqueous solution of a foaming agent. The nozzle 32 has a conical part connected to the flange 30 for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and a cylindrical part 33 coaxial to it, mounted opposite the confuser 36 of the mixing chamber. In the side surface of the housing 29 there are holes (not shown) or perpendicular to the axis of the housing 29 pipe 34 with a check valve 35 for supplying gas (air). The mixing chamber is made with a cylindrical part 37 and a diffuser 38 at its outlet, attached with a large base to the flange 31. The mixing chamber has an additional support in the form of an elastic ring 39 connecting the cylindrical part 37 with the housing 29.

Установка для приготовления высокодисперсных смесей работает следующим образом.Installation for the preparation of fine mixtures works as follows.

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.In the device according to the first embodiment (Fig. 1), cranes 7, 17 are opened before operation, then cranes 2, 13 and at the same time turn on the pumps 3, 14. The solution (foaming agent (surfactant) plus hardener) from the tank 1 through the valve 2, the pump 3, the filter 6, the valve 7 and the inductor 8 enters the foam generator 9, where compressed air is supplied from the source 10 and the surfactant is foamed. From the container 12, resin is fed through a tap 13 to a pump 14 and through a filter 16, a tap 17 and a choke 18 to a mixer 19. A foamed surfactant with a hardener is fed there. These two components are mixed and the finished mixture is given to the consumer, who uses it at his discretion. Chokes 8 and 18 serve as dispensers, pressure gauges 4, 15 allow you to control the pressure in the component flows. Before the end of work, first close the taps 2, 13, then 7, 17, open the taps 5, 11 to clean the channels, the foam generator 9 and the mixer 19. Then the taps 5, 11 are closed. The control of the technological process of feeding, dosing, foaming and mixing solutions allows to obtain a highly dispersed, uniform in size bubbles, stable polymerizable mixture, which, upon further curing, turns into a material with high physicomechanical and heat-insulating properties.

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.In the device according to the second embodiment (figure 2), the work on two channels is identical. But there is no hardener in the solution of the second component. In the third channel from the tank 20, the hardener solution is supplied through the valve 21 and pump 22 to the filter 24 and then through the valve 25 and the inductor 26 to the mixer 28, where it is mixed with a mixture of resin and blowing agent. This allows you to improve the quality of the material obtained, because feeding the hardener into the mixture at the final stage allows one to obtain a highly dispersed, uniform in size bubbles, stable polymerizable mixture, the further curing of which occurs more uniformly in time and volume, which improves the properties of the final material. In addition, this allows to facilitate the operation of the mixer 19, because the setting process of the elements of the mixture in the installation according to the first embodiment begins already in the process of operation of the mixer. And in the installation according to the second embodiment, the setting process of the elements of the mixture begins already outside the mixer 28.

Пеногенератор работает следующим образом.The foam generator operates as follows.

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.The water solution of the foaming agent under pressure through the inlet openings of the nozzle 32 (first conical and then cylindrical) enters the confuser 36. Due to the kinetic energy of the jet, the outside air (or gas under pressure) is entrained (sucked) by the outer surface of the jet moving at high speed into the mixing chamber where the formation of foam of the required multiplicity occurs.

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.Improving the accuracy of dispensing and regulating the flow of component solutions through the installation channels, maintaining the installation of a single configured automatic mode of foaming, mixing and curing can increase the reliability and accuracy of the installation and improve product quality.

Claims

Installation for the preparation of fine mixtures containing a channel for supplying a solution of the first component, configured to filter, dispense and forcing a solution of the first component into the mixing unit, a channel for supplying a solution of the second component, characterized in that the channel for supplying a solution of the second component is configured to filter it, dosing and forced feeding of the solution of the second component into the foam generator, made with the possibility of foaming the solution of the second component with compressed air the ear supplied through the compressed air supply channel, the mixing unit is configured to mix the solution of the first component and the foamed second component and dispense the resulting highly dispersed mixture, while it further includes a third component supply channel, configured to filter, dispense and force the third component into the second mixer, made with the possibility of mixing a solution of the third component with a highly dispersed mixture at the outlet of the first mixer, and a foam generator it is made low-fold, contains a cylindrical body with flanges at the ends, in one of which there is a nozzle for supplying an aqueous solution of a foaming agent, and in the side surface of the body a nozzle for supplying air, and a mixing chamber installed inside the housing opposite the nozzle, and the nozzle for supplying an aqueous solution of a foaming agent has a conical part connected to a flange for supplying an aqueous solution of a foaming agent and a cylindrical part coaxial to it, mounted opposite the confuser of the mixing chamber, and in a lateral rotation The housing is located perpendicular to the housing axis with a nozzle with a non-return valve for air supply, and the mixing chamber is made with a cylindrical part and a diffuser at its outlet, attached by a large base to the flange, while it has an additional support in the form of an elastic ring connecting the cylindrical part to the body.