Установка для приготовления многокомпонентных суспензий

 

Использование: перемешивание жидкостей с порошкообразными твердыми материалами для получения стойких эмульсий при их одновременной термообработке, например при приготовлении шлихтующих составов в текстильной промышленности, лакокрасочных композиций и др. Сущность изобретения: установка, содержащая дозатор , установленный на входе в реактор, фильтр, циркуляционный насос с двумя параллельными нагнетательными ветвями, гидродинамические диспергаторы и соединительные трубопроводы с переключающимиэлементами ,снабжена многосекционной мельницей, установленной перед дозатором, и устройством окончательного измельчения, установленным на одной нагнетательной ветви, размещенный на диспергатор выполнен низкочастотным, а фильтр размещен на другой нагнетательной ветви перед гидроцплиидричьс.ич диспергатором, который вьполне.. вь сочочастотным. Реактор выполнен обогреваемым а система управления содержит конгур регулирования температуры, состоящий из датчика температуры, соединенного через первый блок управления с исполчи ельным механизмом на линии подачи пара в реактор , контур для регулирования дозированием и загрузкой реактора, состоящий из датчиков расхода ингредиентов, соединен ных через второй блок управления с много секционной мельницей и дозаторами и датчиков уровня, соединенных через тот же блок управления с вентилем на выходной линии продукта из реактора и с электроприводом насоса, контур регулирования качества продукта, содержащий анализатор качества, соединенный через третий блок управления с вентилями на линии разгрузки и линии подачи продукта в диспергатор, а также контур управления очисткой фильтра , состоящий из дифференциального датчика разности давлений на входе и выходе фильтра, подключенного к двум входам реле давления, два выхода которого подключены к вентилям на нагнетательных ветвях продукта, а третий выход подключен ко второму входу третьего блока управления, при этом выход первого блока управления соединен с третьим входом третьего блока управления. 1 ил. сл С vl О Ю Јь XI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4! ос Ю,ф (21) 4852121/26 (22) 13.06.90 (46) 15.09,92, Бюл, N 34 (71) Институт прикладной физики АН МССР (72) П.Г.Думитраш, Ю.Н.Пауков, M.Ê.Áîëoãà, Ю.П.Цветков, Г.И.Макарова и В,С.Толочин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1060212, кл, В 01 F 3/08, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 990284,,кл,,В 01 F 11/02, 1981. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ (57) Использование: перемешивание жидкостей с порошкообразными твердыми материалами для получения стойких эмульсий при их одновременной термообработке, например при приготовлении шлихтующих составов в текстильной промышленности, лакокрасочных композиций и др. Сущность изобретения: установка, содержащая дозатор, установленный на входе в реактор, фильтр, циркуляционный насос с двумя параллельными нагнетательными ветвями, гидродинамические диспергаторы и соединительные трубопроводы с переключающими элементами, снабжена многосекционной мельницей, установленной перед дозатором, и устройством окончательного измельчения, установленным на одной нагнетательной ветви, размещенный на диспергатор выполнен низкочастотным, а фильтр размещен на другой нагнетательИзобретение относится к технике перемешивания жидкостей с порошкообразными твердыми материалами и может быть использовано в различных отраслях промышленности для получения стойких эмуль„„Ы „„1761247 А1 (я)я В 01 F 11/02, G 05 D 27/00 ной ветви перед гидроцилиндрич —.с:.;им диспергатором, который выполнен высокочастотным. Реактор выполнен обогревэеь..ым, а система управления содержит контур регулирования температуры, состоящий из датчика температуры, соединенного через первый блок управления с исполни:-ельным механизмом на линии подачи пара в реактор, контур для регулирования дозированием и загрузкой реактора, состоящий из датчиков расхода ингредиентов, соединенных через второй блок управления с многосекционной мельницей и доэаторами, и датчиков уровня, соединенных через тот же блок управления с вентилем на выходной линии продукта из реактора и с электроприводом насоса, контур регулирования качества продукта, содержащий анализатор качества, соединенный через третий блок управления с вентилями на линии разгрузки и линии подачи продукта в диспергатор, а также контур управления очисткой фильтра, состоящий из дифференциального датчика разности давлений на входе и выходе фильтра, подключенного к двум входам реле давления, два выхода которого подключены к вентилям на нагнетательных ветвях продукта, а третий выход подключен ко второму входу третьего блока управления, при этом выход первого блока управления соединен с третьим входом третьего блока управления. 1 ил. сий при их одновременной термообработке, например, при приготовлении шлихтующих составов в текстильной промышленности, лакокрасочных композиций и др.

1761247

Цель изобретения — повышение качества продукта независимо от дисперсного состава исходных компонентов.

На чертеже представлена принципиальная схема установки, Установка содержит соединенные трубопроводами многосекционную мельницу

1, объемно-весовые дозаторы для порошков

2, жидкостные дозаторы 3, датчики расхода

4, реактор 5, насос 6 с электроприводом 7.

На нагнетательной ветви 8 насоса 6 установлено смесительное устройство, выполненное в виде низкочастотного гидродинамического диспергатора 9 и высокочастотного акустического диспергатора 10, между которыми установлен фильтр

11. Нагнетательная ветвь 12 соединяет патрубок очистки фильтра 11 с устройством окончательного измельчения 13. Переключающие элементы выполнены в виде соленоидных вентилей 14 — 18.

Температурный режим суспензии в реакторе 5 поддерживается блоком управления 19, состоящим из задающего таймера

20 и сравнивающего усилителя 21. Блок 19 имеет обратную связь с датчиком температуры 22 и соединен с исполнительным механизмом 23 на линии подачи пара в теплообменную рубашку 24 реактора 5.

Блок 25 управления дозированием и загрузкой реактора состоит из задающего устройства 26, сравнивающего усилителя 27 и коммутирующего устройства 28. Компаратор 27 имеет обратные связи с датчиками уровня 29 и 30, расположенными в верхней и нижней частях реактора 5, а также с датчиками расхода 4. Коммутатор 28 соединен с многосекционной мельницей 1, дозаторами 2 и 3, электроприводом 7 насоса 6 и соленоидным вентилем 14, установленным на выходе из реактора, Контур управления очисткой фильтра 11 состоит из дифференциального датчика 31 давлений на входы и выходы фильтра, подключенного к двум входам реле давления

32, два выхода которого подключены к соленоидным вентилям 15 и 16 на нагнетательных ветвях 11 и 8, а третий выход подключен к компаратору 33 блока 34 управления качеством продукта.

Блок 34 содержит также задающее устройство 35 и коммутатор 36. Компаратор 33 кроме связи с реле давления 32 имеет обратную связь с анализатором 37 качества продукта и соединен с компаратором 21 блока управления 13.

Анализатор 36 содержит прибор для дисперсного анализа суспензии, например нефелометр, а также другие измерительные средства, предусмотренные технологиче5

55 скими условиями для каждого конкретного продукта (на рисунке не показано). Так, например, показателями качества крахмальной шлихты, используемой в ткацком производстве при обработке пряжи, являются степень расщепления крахмала, сухой остаток, приклей и др.

Сплошными линиями на чертеже изображены соединительные трубопроводы. пунктирными — цепи управления и обратные связи.

Работает установка следующим образом.

При отсутствии продукта в реакторе 5 срабатывает датчик нижнего уровня 30. Сигнал последнего сравнивается компаратором 27 с задаваемым при помощи устройства 26, и при выполнении условия сравнения срабатывает коммутирующее устройство 28, в результате чего отключается электропривод 7 насоса 6, закрывается соленоидный вентиль 14, включается многосекционная мельница 1 и дозатары 2 и 3.

Задающим устройством 26 предварительно устанавливаются дозы всех ингредиентов в соответствии с приготовляемой рецептурой. В мельнице 1 происходит мелкодисперсный размол твердых ингредиентов и заполнение реактора 5 исходными компонентами суспензии, Расход ингредиентов контролируется датчиками расхода 4, сигналы от которых сравниваются с задаваемыми при помощи компаратора 27. При выполнении всех условий сравнения срабатывает коммутирующее устройство 28, которое отключает мельницу 1 и дозаторы 2, 3, открывают соленоидный вентиль 14 и подают напряжение на электропривод 7 насоса

5. Смесь ингредиентов прогоняется многократно через низкочастотный гидродинамический диспергатор 5, фильтр 11 и высокочастотный акустический диспергатор 10. Наличие двух уровней частот кавитации и акустического диспергирования продукта существенно повышает его однородность и эффективность перемешивания, Опыты показали, что оптимальными являются частоты колебаний в гидродинамическом диспергаторе 0,1 — 0,2 кГц и высокочастотного акустического диспергирования 8 — 10 кГц, Одновременно в реакторе 5 происходит нагрев продукта паром, подаваемым из магистрали через терморегулятор 23. Режим изменения температуры продукта задается программирующим таймером 20 и контролируется датчиком температуры 22, Сигнал от датчика 22 поступает на компаратор 21, который в зависимости от выполнения условия сравнения управляет терморегулятором 23. Последний регулиру1761247 ет расход пара, подаваемый в теплообменную рубашку 24 реактора 5.

По мере забивания фильтра 11 в результате комкования процукта или поступления грубодисперсных фракций твердых ингредиентов возрастает разность давлений продукта на входе и выходе из него. Реле давления 32 настраивается на определенную разность давлений, соответствующую режиму забивания фильтра 11 и контролируемую дифференциальным датчиком давления 31, При достижении задаваемой разности давлений реле 32 срабатывает, что приводит к перекрытию соленоидного вентиля 16 и к Открыванию вентиля 15, Продукт при этом прокачивается через нагнетательную ветвь ";2, подключенную к патрубку очистки фильтра 11, и грубодисперсная фракция перемалывается устройством окончательного измельчения 13, предотвращая забивание Высокочастотного диспергатора 10 и Обеспечивая полную очистку фильтра. По мере очистки фильтра и размола грубодисперсных фракций разность давлений на входе и выходе из фильтра падает, При достижении нижнего предела задаваемой разности давлений реле 32 срабатывает В Обратном направлении, Открывая вентиль 16 нагнетательной ветви 8 и закрывая вентиль 15 нагнетательной ветви 12, Продукт при этом вновь прокачивается через высокочастотный акустический диспергатор 10.

В период перемешивания анализатор

37 контролирует параметры качества продукта, задаваемые устройством 35 (однородность распределения дисперсных фаз, размер капель жидких диспергируемых компонентов и т,д,). Сигналы с измерительнь х средств анализатора 27 сравниваются компаратором 33 с задаваемыми. При соответствии этих сигналов полосам пропускания компаратора срабатывает коммутирующее устройство 36, которое, подавая напряжения на серводвигатели вентилей 17 и 18, открывает вентиль 18 и закрывает вентиль 17, Это происходит только в том случае, если все сигналы с датчиков анализатора качества 37 соответствуют заданным условиям, если реле 32 находится в состоянии, когда ветвь 12 перекрыта, и если температурно-временная программа, заданная таймером 20. исчерпана, С этой целью компаратор 33 имеет обратные связи не только с анализатором 37., но и с компаратором 21 и реле давления 32, В случае, если условия качества продукта выполняются, а температурно-временная программа еще не закончена, перемешивание продолжается до завершения последней, Наобо10

1!.

55 рот, если температуоная и Временная псс

ГРаММа ЗаВЕРШЕНа, а ПВРаМЕТРЫ Качвств"". суспензии не соответствуm е це задаваемым, то блок 19, исполнительный механизм

23 продолжают работать в режиме термостабилизации конечной температуры,и независимо от срабатывания обратной связи компаратора 33 с компаратором 21 перемешивание продолжается до достижения параметров качества. Обратное переключение вентилей 17 и 18 в режиме перемешивания происходит при условии продукта в реакторе 5, что контролируется пробозаборником анализатора 37, и несоответств .я параметрОВ его качества задаваемым значениям.

Послс полнои разго . зки емко: "и реактора 5 срабатывае: датчик ни:.<;;eãñ уровня

30 и далее цикл повтсряется. При этом датчик верхнего уров :я ""-. e(ex j)BI":,e —, еак-,QI2 от перезаполнен.,я., т,е, ".гнал От датчика при этом ссответствуе:.. задаваемому и компаратор 27 через коммутатор 28

Отключает мельницу " и дозаторы 2 и независимо от сигналов с датчиков расхода

4. Состояние перезаполнения реактора может возникнуть при ошибочном задавании до"- ингредиентов.

Использование пред.ггаемой установки позволит повысить эффективность рабо ты за счет ее автоматизации и предпринятых мер по предотвращению загрязнения фильтра и диспергатора, стабилизировать Высокое качество продукта независимо от дисперсного состава исходных компонентов,сскратить численность обслуживающего персонала.

Формула изобретения

Установка для приготовления многокомпонентных суспензий, содержащая реактор, на входе в который размещен дозатор, а на выходе — циркуляционный насос с электроприводом, нагнетательный трубопровод которого выполнен разветвленным на две параллельные ветви, два гидродинамических диспергатора, один из которых расположен на одной нагнетательной ветви насоса, фильтр, систему управления, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что, с целью повышения качества продукта независимо от дисперсного состава исходных компонентов, она снабжена многосекционной мельницей, установленной перед дозатором, фильтр размещен в месте разветвления нагнетательного трубопровода насоса, другая ветвь нагнетательного трубопровода соединена с патрубком отвода сгущенной фракции фильтра и снабжена устройством окончательного измельчения, реактор снабжен рубашкой для Обогрева, второй гидродинамический диспергатор расположен на

1761247

Составитель Г, Кротков

Техред М.Моргентал Корректор О. Юрковецкая

Редактор

Заказ 3208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 нагнетательном трубопроводе насоса до его разветвления, а система управления содержит контур регулирования температуры, состоящий из датчика температуры, соединенного через первый блок управления с исполнительным механизмом на линии подачи пара в реактор, контур регулирования дозированием и загрузкой реактора, состоящий из датчиков расхода ингредиентов, соединенных через второй блок управления с многосекционной мельницей и дозаторами,и датчиков уровня, соединенных через тот же блок управления с вентилем на выходной линии продукта из реактора и с электроприводом насоса, контур регулирования качества продукта, содержащий анализатор качества, соединенный через третий блок управления с вентилями на линии разгрузки и линии под5 ачи продукта в диспергатор, а также контур управления очисткой фильтра, состоящий из дифференциального датчика перепада давлений на входе и выходе фильтра, подключенного к двум входам реле давления, 10 два выхода которого подключены к вентилям на нагнетательных ветвях продукта, а третий выход подключен к второму входу третьего блока управления, при этом второй выход первого блока управления соединен

15 с третьим входом блока управления.