СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПОДГОТОВЛЕННОЙ СМЕСИ КОМПОНЕНТА С НАПОЛНИТЕЛЕМ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ В ДИНАМИЧЕСКОМ СМЕСИТЕЛЕ Российский патент 2024 года по МПК B01F23/45 B01F23/53 

Заявленное изобретение относится к способам получения смесей, в частности к способу смешивания компонентов под низким давлением в динамическом смесителе [B29B15/00, B29B7/00].

Из уровня техники известен регулятор смеситель [патент на изобретение № CN 215312081 U, опубл. 28.12.2021 г.], характеризующийся тем, что динамический смеситель, содержит корпус смесителя, смесительную трубку и узел перемешивания, смесительная трубка соединена с корпусом смесителя, узел перемешивания соединен с корпусом смесителя с возможностью вращения), и один конец перемешивающего узла проходит в смесительную трубку, а корпус смесителя снабжен по меньшей мере, один канал подачи, один конец канала подачи сообщается со смесительной трубкой, а другой конец сообщается с внешней стороной корпуса смесителя.

Недостатками указанного технического решения является неудовлетворительное качество смеси при перемешивании компонентов, имеющих высокую динамическую вязкость, характерную для компонентов, содержащих наполнитель.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления [патент на изобретение №2563243, опубл. 20.09.2015 г.], включающий взаимодействие гидроксилсодержащих компонентов с изоцианатным в присутствии целевых добавок и твердого наполнителя с использованием противоструйной подачи смешиваемых компонентов, при этом твердый наполнитель предварительно вводят в емкость или емкости с жидким компонентом полиуретановой смеси и после перемешивания до образования пульпы под высоким давлением подают в смесительную камеру смесительного узла, где происходит перемешивание встречных потоков и выпуск композиционной смеси.

Данное техническое решение выбрано в качестве наиболее близкого аналога-прототипа.

Недостатком прототипа является необходимость подачи компонента, содержащего наполнитель, под высоким давлением для обеспечения качественного перемешивания смеси, а также зависимость качества получаемой смеси от давления подачи.

Основными техническими проблемами являются: высокие энергетические затраты на создание высокого давления, разрушение частиц наполнителя связанного с высоким давлением среды, абразивный износ смесительного узла и коммуникаций, низкое качество смеси при снижении давления подачи.

Задачей изобретения является устранение недостатков аналогов.

Технический результат заключается в повышении качества полученной смеси.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ смешивания предварительно подготовленной смеси компонента с наполнителем в динамическом смесителе, характеризующийся тем, что первый компонент предварительно смешивают с наполнителем до однородной пульпы в первой емкости, затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительное устройство имеющее смесительную камеру, в которой размещен вращающийся смеситель, одновременно в смесительную камеру, через распылительное устройство, под высоким давлением подают второй компонент без наполнителя из второй емкости, при этом смешивание компонентов происходит посредством вращения смесителя, при этом смесительное устройство может работать в режиме дозирования и циркуляции, а для осуществления циркуляции первый компонент, подаваемый насосом, из входной полости клапанного устройства поступает в выходную полость, из которой возвращается в первую емкость, а второй компонент возвращается во вторую емкость посредством открытого перепускного клапана.

В частности, первый компонент поступает в смесительную камеру через клапанное устройство.

В частности, второй компонент поступает в смесительную камеру через распылительное устройство.

В частности, в режиме дозирования первый компонент из входной полости клапанного устройства поступает в смесительную камеру.

В частности, режиме дозирования, перепускной клапан закрывается и второй компонент через распылительное устройство поступает в смесительную камеру.

В частности распылительное устройство в режиме дозирования поддерживает высокое давление в подающей магистрали второго компонента.

Осуществление изобретения

1. Производится смешивание первого компонента с наполнителем (первого компонента) до однородной пульпы осуществляется в первой емкости.

Посредством того, что компонент с наполнителем предварительно смешивается в первой емкости, время на смешение двух компонентов уменьшается и не требуется более сложная конструкция смесительной камеры, через элементы которой проходит твердый наполнитель.

2. Предварительно смешанный первый компонент с наполнителем смешивают со вторым компонентом, подаваемого насосом из второй емкости, в смесительном устройстве, имеющим смесительную камеру, в которой размещен вращающийся смеситель. Смесительное устройство работает в двух режимах, режиме дозирования, при котором предварительно смешанный первый компонент смешивается со вторым с получением смеси и режиме циркуляции, при котором оба компонента, пройдя смесительное устройство без смешивания возвращаются в соответствующую исходную емкость.

3. Предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительное устройство, имеющее смесительную камеру, в которой размещен вращающийся смеситель.

Благодаря тому, что подача компонента происходит под низким давлением, не происходит разрушение наполнителя, существенно снижаются энергетические затраты на перекачку и абразивный износ элементов смесительного устройства и коммуникаций. Вращающийся смеситель, размещенный в смесительной камере, обеспечивает стабильное перемешивание смеси, не зависящее от давления подачи компонента с наполнителем.

4. Одновременно со смешенным компонентом с наполнителем из первой емкости в смесительную камеру, через распылительное устройство, под высоким давлением подается второй компонент без наполнителя из второй емкости, посредством насоса высокого давления.

Так как второй компонент без наполнителя, подается под высоким давлением, это приводит к улучшению качества получаемой смеси, так как увеличивает интенсивность перемешивания, посредством того, что при прохождении распылительного устройства струя второго компонента разбивается на мелкие частицы.

5. Смешение первого и второго компонента, которое происходит посредством вращения смесителя, размещенного внутри смесительной камеры, образованной корпусом и ротором, а также распыления второго компонента распылительным устройством. По мере продвижения по смесительной камере компоненты перемешиваются за счет энергии вращающегося ротора. Готовая смесь выходит из смесительной камеры через сливной патрубок.

Для оценки качества перемешивания компонентов были исследованы три образца смеси, полученные различными способами смешивания.

Качество смеси оценивалось по 5 бальной шкале, где 1 - плохо перемешанные компоненты, 5 - хорошо перемешанные компоненты до однородной смеси.

1. Образец был перемешан по способу, где первый компонент с наполнителем предварительно смешивают до однородной пульпы в первой емкости, затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительную камеру, не имеющую вращающегося смесителя, одновременно в смесительную камеру под высоким давлением подают второй компонент без наполнителя. Смешивание производилось за счет соударения двух потоков и распыления второго компонента в распылительном устройстве.

Полученная смесь была не однородной, компоненты не смешались друг с другом, образец был оценен на 2.

2. Образец был перемешан по способу, где первый компонент с наполнителем предварительно смешивают до однородной пульпы в первой емкости, затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительную камеру, имеющую вращающееся смесительное устройство, одновременно в смесительную камеру под низким давлением подают второй компонент без наполнителя, после чего первый и второй компоненты смешивают посредством вращения смесителя, размещенного внутри смесительной камеры.

Полученная смесь была среднего качества, недостаточно однородная, требовалось повторное перемешивание, компоненты не до конца смешались друг с другом, образец был оценен на 3,5.

3. Образец был приготовлен по способу, где первый компонент с наполнителем предварительно смешивают до однородной пульпы в первой емкости, затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением смесительную камеру имеющую вращающееся смесительное устройство, одновременно в смесительную камеру под высоким давлением, через распылительное устройство, подают второй компонент без наполнителя, после чего первый и второй компоненты смешивают посредством вращения смесителя, размещенного внутри смесительной камеры.

Полученный образец был смешан до однородности консистенции и был оценен на 5.

Таким образом, как можно судить, приготовленная смесь по указанному способу обладает высоким качеством смешения и лишена недостатков прототипа, связанных с необходимостью подачи компонента с наполнителем под высоким давлением.

Изобретение относится к способам получения смесей. Способ смешивания предварительно подготовленной смеси компонента с наполнителем в динамическом смесителе характеризуется тем, что первый компонент предварительно смешивают с наполнителем до однородной пульпы в первой емкости. Затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительное устройство, имеющее смесительную камеру, в которой размещен вращающийся смеситель. Одновременно в смесительную камеру через распылительное устройство под высоким давлением подают второй компонент без наполнителя из второй емкости. При этом смешивание компонентов происходит посредством вращения смесителя. Смесительное устройство может работать в режиме дозирования и циркуляции, а для осуществления циркуляции первый компонент, подаваемый насосом из входной полости клапанного устройства, поступает в выходную полость, из которой возвращается в первую емкость, а второй компонент возвращается во вторую емкость посредством открытого перепускного клапана. Технический результат заключается в повышении качества перемешивания смеси. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ смешивания предварительно подготовленной смеси компонента с наполнителем в динамическом смесителе, характеризующийся тем, что первый компонент предварительно смешивают с наполнителем до однородной пульпы в первой емкости, затем предварительно смешанный первый компонент с наполнителем подают под низким давлением в смесительное устройство, имеющее смесительную камеру, в которой размещен вращающийся смеситель, одновременно в смесительную камеру через распылительное устройство под высоким давлением подают второй компонент без наполнителя из второй емкости, при этом смешивание компонентов происходит посредством вращения смесителя, при этом смесительное устройство может работать в режиме дозирования и циркуляции, а для осуществления циркуляции первый компонент, подаваемый насосом из входной полости клапанного устройства, поступает в выходную полость, из которой возвращается в первую емкость, а второй компонент возвращается во вторую емкость посредством открытого перепускного клапана.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый компонент поступает в смесительную камеру через клапанное устройство.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй компонент поступает в смесительную камеру через распылительное устройство.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в режиме дозирования первый компонент из входной полости клапанного устройства поступает в смесительную камеру.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в режиме дозирования перепускной клапан закрывается, и второй компонент через распылительное устройство поступает в смесительную камеру.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распылительное устройство в режиме дозирования поддерживает высокое давление в подающей магистрали второго компонента.