Установка для приготовления многокомпонентных суспензий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относи мешивания жидкостей с ми твердыми материал использовано в различ мышленности для получе ся к технике пере- порошкообразными и может быть ых отраслях проия стойких эмуль(21) 4852121/26(71) Институт прикладной физики А(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 1060212, кл, В 01 Г 3/08, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 990284, кл, В 01 Е 11/02, 1981.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯМНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СУСПЕНЗИЙ(57) Использование: перемешивание жидкостей с порошкообразными твердыми материалами для получения стойких эмульсийпри их одновременной термообработке, например при приготовлении шлихтующих составов в текстильной промышленности,лакокрасочных композиций и др. Сущностьизобретения: установка, содержащая дозатор, установленный на входе в реактор,фильтр, циркуляционный насос с двумя параллельными нагнетательными ветвями,гидродинамические диспергаторы и соединительные трубопроводы с переключающими элементами, снабженамногосекционной мельницей, установленной перед дозатором, и устройством окончательного измельчения, установленным наодной нагнетательной ветви, размещенныйна диспергатор выполнен низкочастотным,а фильтр размещен на другой нагнетателья)5 В 01 Р 11/02, С 05 О 27/00 нои ветви перед гидроцнлиндричес: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 исполнительным 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 много- секционной 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 термообработнапример, при приготовлении шлихтующсоставов в текстильной промышленнослакокрасочных композиций и др.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, и редусмотрен н ые технологиче 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 скими условиями для каждого конкретного продукта (на рисунке не показано). Так, например, показателями качества крахмальной шлихты, используемой в ткацком производстве при обработке пояжи, являются степень расщепления крахмала, сухой остаток, приклей и др.Сплошными линиями на чертеже изображены соединительные трубопроводы, пунктирными - цепи управления и обратные сэ.Работает установка следующим образом.При отсутствии продукта в реакторе 5 срабатываетдатчик 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 б, закрывается соленоидный вентиль 14, включается много- секционная мельница 1 и дозаторы 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 регулиру 1761247ет расход пара, подаваемый в теплообменную рубашку 24 реактора 5.По мере забивания фильтоа 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 перекрыти.о соленоидного вентиля 16 и к открыванию вентиля 15, Продукт при этом прокачивается через нагнетательную ветвь 12, подключенную к патрубку очистки фильтра 11, и грубодисперсная фракция перемалывается устройством окончательного измельчения 13, предотвращая забивание высоко,астотного 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 измерительных 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 ЗЗ 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, Наобо 10 1 1, 20 35 40 45 50 55 рот, если температурная и врем тнная псс грамма завершена, а параметры качества суспензии не соответствуют еще за "эваемым, 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.После полной разгрузки емко:ти реактора 5 срабатывае; датчик нижнегс урэвня 30 и далее цикл повтс рвется, При этом датчик верхнего уровня 2" поедохран ет геактор от перезаполнения., т,е, -гнал от датчика при этом соответствует задаваемому и кампаратор 27 через коммутатор 28 отключает мельницу 1 и дозаторы 2 и независимо от сигналов с датчиков расхода 4, Состояние перезаполнения реактора может возникнуть при ошибочном задаьании доз ингредиентов.Использование предлагаемой установки позволит повысить эффективность работы за счет ее автоматизации и предпринятых мер по предотвращению загрязнения фильтра и диспергатора, стабилизировать высокое качество продукта независимо от дисперсного состава исходных компонентов,сократить численность обслуживающегоо персонала.Формула изобретения Установка для приготовления много- компонентных 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 гидро- динамический диспергатор расположен на1761247 Составитель Г, КротковТехред М.Моргентал Корректор О. Юркове дакт аказ 3208 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 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 под ачи продукта в диспергатор, а также контуруправления 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.