CN109367039B - 一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置。它包括一个抽取聚醚多元醇的接收罐单元；一个从接收罐单元抽取聚醚多元醇的计量罐单元；一个抽取空心玻璃微珠并对其称量的计量粉料仓单元；一个抽取接收罐单元的聚醚多元醇并与计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠相混合的螺杆混合器单元；一个抽取螺杆混合器单元的聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物的搅拌混合罐单元；一个从搅拌混合罐单元抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物、且带有真空脱气处理功能和控温功能的脱气罐单元；以及控制上述各个单元的总控制台。本发明预处理后的聚醚多元醇混合玻璃微珠马上送入浇注机与异氰酸酯进行浇注反应，能获得高质量的复合聚氨酯弹性体制品。

Description

一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置

技术领域

本发明涉及一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置。

背景技术

聚醚多元醇(简称聚醚)是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚多元醇与异氰酸酯反应生成聚氨酯。

复合聚氨酯弹性体由带有空心玻璃微珠的聚醚多元醇与异氰酸酯反应来制备。复合聚氨酯弹性体具有抗压强度高、保温性能好，并具有阻燃性和隔声性能。

混合了空心玻璃微珠的聚醚多元醇原料以桶包装的方式运送到生产车间，混合了空心玻璃微珠的聚醚多元醇原料放置4小时后会产生分层，必须重新搅拌混合后才能与异氰酸酯进行反应，反应后生成复合聚氨酯弹性体。在再次混合的过程中，混合了空心玻璃微珠的聚醚多元醇原料会产生污染，其含水率会上升，需要专门的设备对空心玻璃微珠的聚醚多元醇原料进行重新脱水。再次处理混合了空心玻璃微珠的聚醚多元醇原料的过程增加了复合聚氨酯弹性体的生产成本、生产时间，同时产品的质量降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置，本发明装置预处理后的聚醚多元醇(混合玻璃微珠)马上送入浇注机与异氰酸酯进行浇注反应，以获得高质量的复合聚氨酯弹性体制品。

本发明提供的一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置，它包括一个抽取聚醚多元醇的接收罐单元；

一个抽取空心玻璃微珠并对其称量的计量粉料仓单元；

一个从所述接收罐单元抽取聚醚多元醇的计量罐单元；

一个抽取所述接收罐单元的聚醚多元醇并与所述计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠相混合的螺杆混合器单元；

一个抽取所述螺杆混合器单元的聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物的搅拌混合罐单元；

一个从所述搅拌混合罐单元抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物、且带有真空脱气处理功能和控温功能的脱气罐单元。

以及控制上述各个单元的总控制台。

上述的装置中，所述螺杆混合器单元将计量罐单元送出的聚醚多元醇与所述计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠按所需比例相混合；其中所述计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠占比不超过40％。

上述的装置中，所述计量粉料仓单元由真空泵驱动抽取空心玻璃微珠；

所述螺杆混合器单元通过变频调速齿轮泵驱动；

所述螺杆混合器单元由变频调速齿轮泵驱动抽取聚醚多元醇；

所述搅拌混合罐单元通过变频调速转子泵驱动抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物；

上述的装置中，所述计量粉料仓单元由真空泵驱动抽取空心玻璃微珠；

所述脱气罐单元由变频调速转子泵从搅拌混合罐抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物。

上述的装置中，所述接收罐单元包括接收罐本体、双螺杆泵、单向阀、过滤器、阀门、接收罐控制柜、模温机、充氮气管路；所述接收罐本体上设有入口和出口，所述接收罐本体的入口上连接所述双螺杆泵；所述接收罐本体的出口连接所述过滤器，所述过滤器的出口连接接收罐出口双螺杆泵；单向阀、阀门和充氮气管路；

所述计量粉料仓单元包括不锈钢粉料仓体、真空泵、集粉装置、粉体搅拌桨及电机减速器驱动装置、称重计量装置、变频调速真空下料转阀、双螺杆粉体输送器、气控粉料下料截止阀、下料口柔性接管、气体脉冲粉料震动器及输送管路所组成；

所述螺杆混合器单元包括螺杆挤出机、进料口、过滤器、柔性接管、接收所述螺杆混合器单元输出的聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物的缓冲罐；所述缓冲罐包括缓冲罐本体、双螺旋带搅拌器、手动截止阀及输送管路组成；

所述搅拌混合罐单元包括搅拌混合罐本体、螺旋搅拌器、静态混合器、充氮气管路及输送管路所组成。

上述的装置中，所述计量罐单元包括计量罐本体、双螺杆泵、变频调速齿轮泵、阀门、管路、称重单元、真空泵、真空缓冲罐、模温机、充氮气管路及输送管路所组成；

所述脱气罐单元包括脱气罐本体、真空脱气装置、变频调速转子泵、循环控制阀门、充氮气管路及输送管路所组成。

上述的装置中，所述接收罐本体为一个通水控温夹套式不锈钢管罐；所述接收罐具备真空吸料功能和搅拌功能、充氮气保护介质功能，以起到聚醚多元醇接收和储存、原料控温和搅拌、供料的作用；

所述计量罐本体为一个通水控温夹套式不锈钢罐；所述计量罐具备真空吸料功能和搅拌功能、称重计量聚醚多元醇质量、充氮气保护介质，以起到聚醚多元醇储存、聚醚多元醇称重计量及监测、聚醚多元醇下料流量控制及监测的作用；

所述搅拌混合罐本体设置有双螺旋搅拌器并具有外夹套通水控温功能、计量称重功能、密度检测功能、转子泵输送混合料功能。

本发明中，所述计量粉料仓具有真空输送上料玻璃微珠功能、粉尘除尘功能、称重计量玻璃微珠控制功能、变频调速真空转阀下料玻璃微珠控制功能、变频调速双螺杆粉体下料输送控制功能。

本发明中，所述的脱气罐设置有聚醚多元醇与玻璃微珠混合液真空脱气装置，具有快速循环抽真空、粉液搅拌、混合液控温、密度检测、混合液输出的功能。

本发明具有以下优点：

1、聚醚多元醇与玻璃微珠混合过程中全程控温，可以实现控制聚醚多元醇与玻璃微珠预处理后进入浇注机的温度，控温精度可以达到±2℃；

2、聚醚多元醇与玻璃微珠混合过程中全程充氮气，预处理后聚醚多元醇与玻璃微珠混合液体的含水率低；

3、聚醚多元醇与玻璃微珠能够快速大批量预处理，预处理效率可以达到4000升/小时；

4、聚醚多元醇与玻璃微珠预处理后的玻璃微珠破损率低；

5、聚醚多元醇与玻璃微珠混合物进行真空预处理，真空预处理后的聚醚多元醇与玻璃微珠混合液与异氰酸酯浇注反应后的制品质量能够满足深水海底管道保温涂层的质量要求。

附图说明

图1是接收罐单元平面布置图；

图2是计量罐单元平面布置图；

图3是计量粉料仓与螺杆混合器结构示意图；

图4螺杆混合器单元平面布置图；

图5是搅拌混合罐单元平面布置图；

图6是脱气罐单元平面布置图；

附图中：1-聚醚多元醇原料吸管、2-变频螺杆泵、3-接收罐单元托架、4-接收罐本体、5-接收罐出口过滤器、6-接收罐出口变频螺杆泵、7-接收罐出口管、8-接收罐控制柜、9-模温机、10-真空缓冲罐、11-真空泵、12-真空泵、13-真空缓冲罐、14-模温机、15-计量罐单元电源柜、16-流量计、17-计量罐出口管、18-变频调速齿轮泵、19-计量罐称重传感器组件、20-计量罐本体、21-计量罐托架、22-粉料仓、23-粉体入口、24-螺旋混合设备、25-缓冲罐、26-真空输粉站、27-总控制台、28-排气及溢出管路、29-螺旋混合器出口、30-缓冲罐出口、31-转子泵、32-排出管线、33-搅拌混合罐托架、34-称重传感器组、35-变频转子泵、36-混合液出口管、37-搅拌混合单元电控柜、38-模温机、39-真空缓冲罐、40-搅拌混合罐本体、41-真空泵、42-脱气罐单元托架、43-真空泵、44-称重传感器、45-脱气罐本体、46-真空缓冲罐、47-模温机、48-脱气罐单元控制柜、49-混合料循环管路、50-混合料出口、51-人工检测取样口、52-质量流量密度计、53-转子泵。

101-控温系统接口、102-螺旋混合器本体、103-排气及溢出口、104-螺杆混合器联轴器、105-螺杆混合器液体与粉体进口、106-螺杆混合器驱动减速箱、107-驱动电机。

201-气动截止阀、202-气冲阀、203-搅拌电机及减速器、204-除尘器、205-粉料仓、206-称重传感器组、207-粉料下料电动阀门、208-螺杆送料机。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置，它由接收罐单元、计量罐单元、计量粉料仓单元、螺杆混合器单元、缓冲罐单元、搅拌混合罐单元、真空脱气罐单元及总电控单元组成。

具体地，接收罐单元由以下各部分组成：聚醚多元醇原料吸管1、双螺杆泵(或变频双螺杆)2、接收罐单元托架3、接收罐本体4、接收罐出口过滤器5、接收罐出口双螺杆泵(或变频双螺杆)6、接收罐出口管7、接收罐控制柜8、模温机9、充氮气管路和控制阀门等。

接收罐单元的功能是：聚醚多元醇接收和储存、原料控温和搅拌、供料。

接收罐本体4容积3000升，接收罐本体4具有外夹套，可以通循环加热水加热控温；接收罐本体4具有双层叶轮搅拌装置，搅拌速度60rpm；接收罐本体4具有抽真空接口及自动控制阀门。接收罐控制柜8控制接收罐单元用电。

接收罐单元的功能通过以下具体方式实现：每次接收桶装聚醚多元醇原料1500kg。接收罐从200升桶装聚醚多元醇抽送方式设置两种，其一是泵送，其二是真空抽送，实际工作时采用其中一种。泵送的方式采用以下方案：接收罐单元的双螺杆泵2从聚醚多元醇原料吸管1插入桶装料桶底部将聚醚多元醇原料吸入并排入接收罐4，接收罐底架3安装有计量称重器，接收罐4装满聚醚多元醇后双螺杆泵2停止吸料；随后双螺杆泵6启动，聚醚多元醇原料通过过滤器5过滤后经双螺杆泵6排入聚醚多元醇计量罐。真空抽送的方式是：聚醚多元醇原料吸管1插入桶装料桶底部，启动真空泵11，打开真空缓冲罐10的控制阀门使接收罐产生真空，在接收罐内真空作用下聚醚多元醇原料吸入接收罐。接收罐内原料达到预设液位值后，真空泵自动停止工作，真空系统自动打开控制阀门充氮气至正压0.01-0.02MPa。

接收罐本体4内的聚醚多元醇液体原料温度达到控制温度后即可通过启动接收罐出口双螺杆泵6经接收罐出口过滤器5过滤后从接收罐出口管7将聚醚多元醇液体原料输送到计量罐本体20内。

模温机9与带有外夹套的接收罐本体4由管路连接并充满水，设定模温机9的工作温度即可控制接收罐本体4内的聚醚多元醇液体温度，聚醚多元醇液体检测温度信号同时传入总控台27并显示在操作屏幕上；模温机9的控制温度25-40℃。

计量罐单元由以下各部分组成：真空泵12、真空缓冲罐13、模温机14、计量罐单元电源柜15、流量计16、计量罐出口管17、变频调速齿轮泵18、计量罐称重传感器组件19、计量罐本体20、计量罐托架21、管路及控制阀门等。

计量罐单元的功能是：聚醚多元醇储存、聚醚多元醇称重计量及监测、聚醚多元醇下料流量控制及监测。

计量罐单元的功能通过以下具体方式实现：计量罐本体20容积3000升，计量罐本体20具有外夹套，模温机14提供循环加热水加热控温；计量罐本体20具有双层叶轮搅拌装置，搅拌速度60-200rpm；计量罐本体20具有抽真空接口及自动控制阀门；计量罐单元电源柜15控制计量罐单元电源柜15用电；流量计16计量聚醚多元醇出口管17的流量；变频调速齿轮泵18调节控制聚醚多元醇输入螺杆混合器液体流量；计量罐称重传感器组件19对聚醚多元醇下料速度进行实时监控；计量罐单元每批次处理聚醚多元醇数量为1000kg-1500kg。计量罐单元的温度、罐内压力、搅拌速度、齿轮泵流量等参数信号送入总控制台并在操作屏幕上进行实时显示。

计量粉料仓单元由以下各部分组成：粉体站26、气动截止阀201、气冲阀202、搅拌电机及减速器203、除尘器204、粉料仓(不锈钢粉料仓体)205、称重传感器组206、粉料下料电动阀门207、螺杆送料机208、管路和控制阀门等。

计量粉料仓的功能是：粉体储存、粉体称重计量及监测、粉体下料流量控制及监测。

计量粉料仓单元的功能通过以下具体方式实现：粉体站26将玻璃微珠粉体从粉体包装袋中真空吸出并通过管路密闭输送至粉料仓205，除尘器204将粉体下料产生的玻璃粉尘吸附；粉体站26玻璃微珠粉料上料速度800千克/小时；粉料仓205粉料通过打开气动截止阀201、启动螺杆送料机208和粉料下料电动阀门207将玻璃微珠粉料送入螺杆混合器液体与粉体进口105；气冲阀202和搅拌电机及减速器203在粉体下料过程中对料仓内的粉体实现破拱，以实现均匀粉体下料；粉料下料电动阀门207为变频电机调速来控制粉体下料的速度，粉体下料过程中称重传感器组206对粉体下料速度进行实时监控；计量粉料仓单元每批粉料量范围300kg-600kg。

螺杆混合器单元由以下各部分组成：螺杆混合器出口28、控温系统接口101、螺杆混合器本体102、排气及溢出口103、螺杆混合器联轴器104、螺杆混合器液体与粉体进口105、螺杆混合器驱动减速箱106、驱动电机107。

螺杆混合器单元的功能是：粉液混合、控制混合液温度、排气。

螺杆混合器单元的功能通过以下具体方式实现：通过螺杆混合器液体与粉体进口105接收计量罐单元变频调速齿轮泵18送出的液态聚醚多元醇和计量粉料仓单元螺杆送料机208送出的玻璃微珠粉体；通过螺杆混合器本体102混合变频调速齿轮泵18送出的液态聚醚多元醇和螺杆送料机208送出的玻璃微珠粉体；通过变频调速驱动电机107实现螺杆混合器本体102的转速调节，使进入螺杆混合器液体与粉体进口105的液体和粉体全部进入螺杆混合器本体102并顺利从螺杆混合器出口28排出，排气及溢出口103通过管路与25顶部相连；缓冲罐25接收螺杆混合器出口28排出的混合液体和排气及溢出口103溢出的混合液；变频转子泵31将缓冲罐25内的混合液抽吸并通过排出管线32进入搅拌混合罐本体40；螺杆混合器单元每批次处理聚醚多元醇原料量为1000kg-1200kg，螺杆混合器单元将计量罐20内聚醚多元醇与计量粉料仓205内按照预先设置的比例混合完毕后，驱动电机107停止工作、气动截止阀201关闭、粉料下料电动阀门207关闭、螺杆送料机208停止工作；此后计量罐单元和计量粉料仓单元进入下一个混合处理批次的上料工作程序。

控温系统接口101通入控温的水进行粉液混合过程中混合料的温度控制。

搅拌混合罐单元由以下各部分组成：搅拌混合罐托架33、称重传感器组34、变频转子泵35、混合液出口管36、搅拌混合单元电控柜37、模温机38、真空缓冲罐39、搅拌混合罐本体40、真空泵41及管路和附件等。

搅拌混合罐单元的功能是：搅拌、称重、控制混合液温度、混合液一次抽真空、接收和排出混合液。

搅拌混合罐单元的功能通过以下具体方式实现：

搅拌混合罐本体40容积3000升；搅拌混合罐本体40从排出管线32按每批次接收混合液，搅拌混合罐单元每批次处理量为2000升-2400升。搅拌混合罐本体40具有顶置低速双螺旋搅拌器，具有粉体与液体混合液的二次混合搅拌功能；模温机38与带有外夹套的搅拌混合罐本体40由管路连接并充满水，设定模温机38的工作温度即可控制搅拌混合罐本体40内的混合液温度，混合液温度信号同时传入总控制台27并显示在操作屏幕上。

搅拌混合罐本体40的螺旋搅拌器与真空泵41和真空缓冲罐39及附属真空管路组成的系统联合工作实现混合料的初级真空预处理；

脱气罐单元由以下各部分组成：脱气罐单元托架42、真空泵43、称重传感器44、脱气罐本体45、真空缓冲罐46、模温机47、脱气罐单元控制柜48、混合料循环管路49、混合料出口50、人工检测取样口51、质量流量密度计52、变频调速转子泵53、管路、循环控制阀门及附件。脱气罐本体45包括罐、真空脱气装置。

脱气罐单元的功能是：混合料存储及输出；将混合料内的气体再次通过抽真空的方式排出，即二次抽真空；控制混合料的温度；检测和监测罐内混合料的重量；检测和监测输出混合料的密度。

脱气罐单元的功能通过以下具体方式实现：

脱气罐本体45容积3000升；脱气罐本体45从排出管线32按每批次接收混合液；混合料循环管路49、转子泵53和脱气罐本体45及附属管路组成混合料循环回路，同时真空泵43、真空缓冲罐46连接脱气罐本体45上方的接口形成抽真空的密闭空间，混合料循环管路49的出口具有脱气伞，混合料通过脱气伞并形成液体薄膜，液体薄膜中所含的气体在真空作用下破泡后被真空泵抽出。

模温机47与带有外夹套的脱气罐本体45由管路连接并充满水，设定模温机47的工作温度即可控制脱气罐本体45内的混合液温度，混合液温度信号同时传入总控台27并显示在操作屏幕上。

混合料的密度检测通过两种方式进行：其一是通过人工检测取样口51取样进行检测和校准，其二是通过转子泵53出口处相连接的质量流量密度计52进行在线监测和检测。

罐内混合料的重量通过称重传感器44将检测信号输出到总控制台27并显示在总控制台27的操作屏幕上。

Claims (4)

1.一种在聚醚多元醇中混合玻璃微珠的现场预处理装置，其特征在于：它包括一个抽取聚醚多元醇的接收罐单元；

一个从所述接收罐单元抽取聚醚多元醇的计量罐单元；

一个抽取空心玻璃微珠并对其称量的计量粉料仓单元；

一个抽取所述接收罐单元的聚醚多元醇并与所述计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠相混合的螺杆混合器单元；

一个抽取所述螺杆混合器单元的聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物的搅拌混合罐单元；

一个从所述搅拌混合罐单元抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物、且带有真空脱气处理功能和控温功能的脱气罐单元；

以及控制上述各个单元的总控制台；

所述接收罐单元包括接收罐本体、双螺杆泵、单向阀、过滤器、阀门、接收罐控制柜、模温机、充氮气管路；所述接收罐本体上设有入口和出口，所述接收罐本体的入口上连接所述双螺杆泵；所述接收罐本体的出口连接所述过滤器，所述过滤器的出口连接接收罐出口双螺杆泵；单向阀、阀门和充氮气管路；

所述计量粉料仓单元包括不锈钢粉料仓体、真空泵、集粉装置、粉体搅拌桨及电机减速器驱动装置、称重计量装置、变频调速真空下料转阀、双螺杆粉体输送器、气控粉料下料截止阀、下料口柔性接管、气体脉冲粉料震动器及输送管路所组成；

所述螺杆混合器单元包括螺杆挤出机、进料口、过滤器、柔性接管、接收所述螺杆混合器单元输出的聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物的缓冲罐；所述的缓冲罐设置有螺旋搅拌器、转子泵、混合液接入口、混合液接入口输送管路所组成；

所述搅拌混合罐单元包括搅拌混合罐本体、螺旋搅拌器、静态混合器、充氮气管路及输送管路所组成；

所述计量罐单元包括计量罐本体、双螺杆泵、变频调速齿轮泵、阀门、管路、称重单元、真空泵、真空缓冲罐、模温机、充氮气管路及输送管路所组成；

所述脱气罐单元包括脱气罐本体、真空脱气装置、变频调速转子泵、循环控制阀门、充氮气管路及输送管路所组成；

所述接收罐本体为一个通水控温夹套式不锈钢罐；

所述计量罐本体为一个通水控温夹套式不锈钢罐；

所述搅拌混合罐本体设置有双螺旋搅拌器并具有外夹套通水控温功能、计量称重功能、密度检测功能、转子泵输送混合料功能。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述螺杆混合器单元将计量罐单元送出的聚醚多元醇与所述计量粉料仓单元送出的空心玻璃微珠按所需比例相混合。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述计量粉料仓单元由真空泵驱动抽取空心玻璃微珠；

所述螺杆混合器单元通过变频调速齿轮泵驱动；

所述螺杆混合器单元由变频调速齿轮泵驱动抽取聚醚多元醇；

所述搅拌混合罐单元通过变频调速转子泵驱动抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述计量粉料仓单元由真空泵驱动抽取空心玻璃微珠；

所述脱气罐单元由变频调速转子泵从搅拌混合罐抽取聚醚多元醇和空心玻璃微珠混合物。

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