專利名稱：用于從研磨的聚氨酯顆粒和多元醇液體的混合物中連續(xù)除去空氣的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于連續(xù)地制備粉末狀固體在液體中的混合物的設(shè)備和方法，還涉及用于從這種混合物中連續(xù)地除去夾帶氣泡的方法。本發(fā)明尤其用于制備在多元醇中的精細(xì)研磨的聚氨酯泡沫顆粒的無(wú)氣泡漿料，以及制備包含有該精細(xì)研磨聚氨酯泡沫顆粒的新聚氨酯制品。
背景技術(shù)：
“聚氨酯”(PUR)指的是通過將多異氰酸酯分子和一種或多種活性氫化合物進(jìn)行加聚反應(yīng)制備而成的一類聚合物。“活性氫化合物”包括水和多官能團(tuán)含羥基(或“多羥基”)化合物例如二醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇。活性氫化合物還包括多官能團(tuán)含氨基化合物例如多元胺和二胺。活性氫化合物的一般示例為聚醚多元醇例如甘油引發(fā)的環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的聚合物。用于料塊柔性聚氨酯泡沫塑料的聚醚多元醇其分子量為2000至6000g/mol，其官能度為2至7(優(yōu)選大約為3)，并且在25℃下的粘度通常為100至1000mPa-s。
“PUR泡沫塑料”是通過一種或者多種活性氫化合物與多官能團(tuán)異氰酸酯化合物之間進(jìn)行反應(yīng)生成氨酯鍵而形成的。PUR泡沫塑料廣泛用于各種產(chǎn)品和應(yīng)用。這些泡沫塑料可以形成為各種密度，并可以是柔性的、半柔性的、半剛性的、或者剛性的泡沫結(jié)構(gòu)。通常，“柔性泡沫塑料”是那些在變形之后能恢復(fù)其形狀的材料。除了能可逆變形之外，柔性泡沫塑料對(duì)所施加的負(fù)載具有有限耐受力，并且泡孔主要為開孔結(jié)構(gòu)?！皠傂耘菽芰稀笔悄切┰谧冃沃笸ǔ１３肿冃蔚男螤疃粫?huì)明顯恢復(fù)的材料。剛性泡沫塑料的泡孔主要為閉孔結(jié)構(gòu)。“半剛性”或者“半柔性”泡沫塑料是可以變形但是能緩慢的可能是不完全的恢復(fù)其原始形狀的材料。
通過使用所謂的“發(fā)泡劑”來形成泡沫結(jié)構(gòu)。在通過低沸點(diǎn)液體的揮發(fā)或者通過由于化學(xué)反應(yīng)形成氣體而形成泡沫的期間加入發(fā)泡劑。例如，水和異氰酸酯之間的反應(yīng)在PUR泡沫塑料中形成二氧化碳(CO2)氣泡。這種反應(yīng)也產(chǎn)生熱量，并且導(dǎo)致聚合物中形成脲鍵。另外，可以使用表面活性劑來在聚合過程中穩(wěn)定聚合物泡沫結(jié)構(gòu)。使用催化劑來引發(fā)形成氨酯鍵的聚合反應(yīng)，并且用于控制形成氣體的發(fā)泡反應(yīng)。通過催化劑的類型和用量來控制的這兩種反應(yīng)之間的平衡也是反應(yīng)溫度的函數(shù)。典型的泡沫塑料配方包括至少一種多元醇、至少一種異氰酸酯，并且通常包括水、表面活性劑、以及催化劑，還任選包括附加的發(fā)泡劑、填料以及用于顏色、防火性能、抗菌活性等的添加劑。
聚氨酯泡沫塑料可以采用例如深冷處理或者輥磨機(jī)(例如參見于2000年12月21日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)NO.09/748307，該文獻(xiàn)在此引入作為參考)研磨成精細(xì)顆粒。然后，這些精細(xì)顆?？梢杂糜谔鎿Q用于新泡沫塑料的配方中的化學(xué)品；這樣有益于環(huán)境保護(hù)，并通?？梢怨?jié)約成本。
為了向配方中加入聚氨酯粉末，該粉末必須與液體反應(yīng)物混合。另外，漿料必須沒有夾帶的氣泡，因?yàn)樗鼈儠?huì)在泡沫塑料中產(chǎn)生不期望有的不規(guī)則泡孔結(jié)構(gòu)，包括孔洞和裂縫。通過向已知量的多元醇中加入已知量的粉末、進(jìn)行充分混合并使夾帶的氣泡能夠有足夠長(zhǎng)的時(shí)間(通常大約為8-48小時(shí))離開漿料而在分批過程中使粉末可以與液體反應(yīng)物混合。因?yàn)闈{料具有通常大約為500至20000mPa-s的高粘度，所以這種自然的脫氣過程需要長(zhǎng)時(shí)間。用于除去夾帶空氣的連續(xù)過程在分批過程中是優(yōu)選的，因?yàn)檫B續(xù)過程將不需要等待夾帶空氣自然地離開漿料，并且連續(xù)過程不需要用來保存全天泡沫塑料生產(chǎn)所需漿料的大存儲(chǔ)體積。
期望有用于生產(chǎn)聚氨酯的精細(xì)顆粒在多元醇中的無(wú)氣泡漿料以及用這些漿料生產(chǎn)泡沫塑料的方法。具體地說，存在著對(duì)下述裝置和處理處理方法的需求，即，用來獲取精細(xì)研磨聚氨酯泡沫塑料顆粒、將它們作為漿料分散在多元醇中、從漿料中基本上去除所有夾帶氣泡并且在生產(chǎn)新的聚氨酯制品中使用該漿料直接代替至少一些多元醇。還要求這種過程能夠連續(xù)地運(yùn)行，從而使粉末和多元醇混合、脫氣并且被用于毫無(wú)延遲地生產(chǎn)新的聚氨酯制品。所期望的連續(xù)過程必須能夠以可精確控制的流速輸送具有可精確控制的固體濃度的無(wú)氣泡漿料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括用于連續(xù)生產(chǎn)固體粉末在液體中的基本上無(wú)氣泡的漿料并且用于以精確控制的濃度和流速傳送這種漿料的設(shè)備、方法和一整套工藝。該設(shè)備包括混合器和緩沖罐。
粉末和液體(例如，精細(xì)研磨的聚氨酯粉末和多元醇液體)被連續(xù)傳送給混合器，在該混合器中使它們密切地接觸并且制造漿料。將可能包含有夾帶氣泡的漿料從混合器傳送給脫氣步驟，在脫片步驟中連續(xù)地除去夾帶的氣泡。從所述脫氣步驟將基本上無(wú)氣泡的漿料連續(xù)地傳送給下游使用。
將混合器設(shè)計(jì)成將輕質(zhì)、蓬松的、低體積密度的固體(例如，精細(xì)研磨的聚氨酯泡沫)混合入容器中的液體(例如，多元醇)，該固體具有漂浮的傾向?；旌掀骼寐菪斔推髟诠拗械囊后w表面下方驅(qū)動(dòng)固體，并將粉末塊打碎，否則，由于粉末塊具有間隙空氣而趨向于迅速漂浮，并且提供了至少一個(gè)混合葉輪以分散并浸濕粉末。該混合器在罐中與之一體地形成，該罐可選擇地設(shè)有內(nèi)折流板和用來保持任何未散開的粉末塊直至它們被完全浸濕并散開的內(nèi)篩板。通過如下步驟可利用混合器連續(xù)地生產(chǎn)漿料，即，將粉末以已知的可控速度傳送到混合器，將多元醇以已知的可控速度傳送到罐中，并且從容器中抽出漿料。
通過在真空環(huán)境中操作離心機(jī)來實(shí)施從漿料中連續(xù)地除去夾帶氣泡的方法。漿料被傳送到以例如大約為10-100m/s的高切向速度旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的中心處。漿料薄薄地?cái)備侀_，使任何夾帶的氣泡破裂。整個(gè)的旋轉(zhuǎn)離心機(jī)轉(zhuǎn)筒位于在其中壓力保持為真空的腔室中。旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒將漿料沿離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的壁拋離離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的中心。漿料由收集管在距離離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的中心一定距離處收集。由旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒施加的能量足以將脫氣的漿料從離心機(jī)泵送出，可選擇地通過單向閥(止回閥)進(jìn)入緩沖罐。
本發(fā)明的緩沖罐提供了用于以不重新夾帶氣泡的方式積累無(wú)氣泡的漿料的場(chǎng)所。可以將無(wú)氣泡的漿料連續(xù)地從緩沖罐的底部抽出并連續(xù)地從離心機(jī)加入。無(wú)氣泡的漿料流入緩沖罐的入口連接部分具有迫使?jié){料沿罐的壁向下流的內(nèi)部堰。這樣可在啟動(dòng)時(shí)防止?jié){料重新夾帶氣泡，并且還允許漿料從罐的頂部加入。從罐的頂部加入漿料和漿料從底部離開很重要，因?yàn)閮?yōu)選地在先進(jìn)先出基礎(chǔ)上操作該罐?？商峁┚哂醒叩母郊尤肟谝匀菁{從下游過程例如聚氨酯泡沫塑料機(jī)的混合頭中再循環(huán)出的漿料。
所披露的方法包括將粉末和液體傳送到混合器中以制出漿料，并且隨后連續(xù)地從漿料中除去夾帶的氣泡。將粉末通過本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的裝置以已知的可控速度傳送到混合器中。例如，可使用失重型給料器?；旌掀髟诨旌瞎拗械臐{料表面下驅(qū)動(dòng)粉末。以已知的可控速度通過本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的裝置將多元醇傳送到混合罐，例如，可使用無(wú)空化正排量泵?；旌掀鞣稚⒉⒔穹勰?。以基本上等于加入粉末和多元醇的總速度從混合罐的底部連續(xù)地抽出混合漿料。漿料被傳送到真空離心機(jī)中，在那里除去夾帶的氣泡。通過離心機(jī)將無(wú)氣泡的漿料泵送到所披露的緩沖罐中，在那里漿料沿著罐壁向下行進(jìn)以防止重新夾帶任何氣泡。以基本上等于向緩沖罐中加入漿料的速度從緩沖罐的底部抽取無(wú)氣泡的漿料。從緩沖罐的底部抽出的漿料立刻準(zhǔn)備用于生產(chǎn)聚氨酯泡沫塑料。漿料可從緩沖罐中泵送出，并可選擇地通過熱交換機(jī)或者質(zhì)量流速表直接送到泡沫塑料機(jī)的混合頭。
通過參考本發(fā)明的以下詳細(xì)描述和用于應(yīng)用了本發(fā)明原理的解釋性實(shí)施例的附圖將會(huì)更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示出了用于連續(xù)生產(chǎn)基本上無(wú)氣泡漿料的工藝流程圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的混合器的簡(jiǎn)化示意圖；圖3為與混合罐形成一體的圖2中的混合器的簡(jiǎn)化示意圖；圖4為位于真空腔室中用于從漿料中除去夾帶空氣氣泡的離心機(jī)的簡(jiǎn)化示意圖；圖5為本發(fā)明的緩沖罐實(shí)施例的簡(jiǎn)化示意圖；圖6為表示用于連續(xù)生產(chǎn)基本上無(wú)氣泡漿料的工藝的實(shí)施例的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的以下描述僅為說明性的而決非限制性的。這些技術(shù)人員容易聯(lián)想到本發(fā)明的其它圖1中示出了本發(fā)明的工藝100的示意圖。固體粉末105，例如聚氨酯、蜜胺、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、色素和阻燃劑(例如由散裝袋供應(yīng))通過適當(dāng)裝置110(例如，撓性螺旋輸送機(jī))傳送到粉末給料器120的料斗中。例如，粉末給料器可以為失重型皮帶輸送機(jī)或者螺旋輸送器。粉末給料器120以已知的可控速度將粉末傳送到在罐250中的混合器200(例如以下所詳細(xì)描述的所披露的混合器)。液體成分例如用于生產(chǎn)熱固性聚合物(例如，多元醇)的液體媒介物通過入口251加入到罐250中。該液體成分是通過例如其轉(zhuǎn)速為已知可控制的無(wú)空化正排量泵170從液體罐(未示出)或者其它液體源130處抽出的，并以已知的可控速度加入?；蛘?，可通過流量計(jì)測(cè)量液體的加入速度。如下面所詳細(xì)描述的，在粉末被很好地散開并浸濕的情況下，罐250中的混合器200起到將粉末完全混合到液體中的作用。通常還含有夾帶的氣泡的混合漿料通過出口254流出罐250。在過程中處處設(shè)有用于清潔和關(guān)閉的排放閥260。罐250可具有用來測(cè)量和控制(參見圖6)罐中的液面高度的排氣孔259、連續(xù)液面?zhèn)鞲衅?58、高液面?zhèn)鞲衅?56和低液面?zhèn)鞲衅?57。向混合器/罐加入粉末的速度與加入液體的速度之間的比率保持恒定。
在混合罐的出口254處，通常在漿料中存在夾帶氣泡的濃度在大約10％(體積)的數(shù)量級(jí)。通過任意適當(dāng)?shù)氖侄?重力，泵送，真空抽吸)例如正排量泵270經(jīng)由出口254從罐250抽取混合漿料，并將其傳送到真空離心機(jī)300的入口320處。如以下結(jié)合圖4所述，真空離心機(jī)300連續(xù)地從漿料中除去夾帶的氣泡。從真空離心機(jī)300抽真空以在其中保持低的絕對(duì)壓力，例如小于1050mbar，優(yōu)選在1-300mbar之間。利用適當(dāng)裝置例如帶有調(diào)節(jié)器351、冷凝收集器352、壓力檢測(cè)裝置354的真空泵353來抽真空并且排放到大氣356中?；旧蠠o(wú)氣泡的漿料通過出口335從離心機(jī)300流出。止回閥350允許漿料穿過至少一個(gè)緩沖罐400的入口401并且無(wú)漿料回流或者空氣進(jìn)入離心機(jī)。
緩沖罐400，或者多個(gè)這種罐，可以足夠大以容納足夠用于一整天的泡沫塑料生產(chǎn)的漿料。在這種情況下，采用該過程準(zhǔn)備大量的基本上無(wú)氣泡的漿料。圖1描述了一個(gè)還適于連續(xù)生產(chǎn)漿料和使用該漿料無(wú)延遲地生產(chǎn)泡沫塑料的過程。
如以下詳細(xì)描述的，緩沖罐400可具有排氣孔459和用于檢測(cè)和控制(參見圖6)罐中的液面高度的連續(xù)液面?zhèn)鞲衅?58、高液面?zhèn)鞲衅?56和低液面?zhèn)鞲衅?57。
基本上無(wú)氣泡的漿料通過任意適當(dāng)手段(重力、泵送、真空抽吸)例如無(wú)空化正排量泵470經(jīng)由出口405抽離緩沖罐。質(zhì)量流速由儀表490測(cè)量，例如儀表490可為在線科里奧利效應(yīng)質(zhì)量流量計(jì)。漿料通過三通轉(zhuǎn)向閥494借助管道495傳送到下游過程(例如，生產(chǎn)泡沫塑料)，或者借助管道496再循環(huán)到緩沖罐400的入口404處。再循環(huán)到緩沖罐的選擇允許該過程簡(jiǎn)單地結(jié)合入現(xiàn)有的料塊聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)廠。例如，閥494可位于緊鄰料塊發(fā)泡機(jī)的混合頭處，混合過程100可通過再循環(huán)管線496運(yùn)送準(zhǔn)備好的漿料，并且基本上無(wú)氣泡的漿料通過閥494的轉(zhuǎn)向可立刻用于泡沫塑料生產(chǎn)過程。類似的，閥494可用作切斷漿料的下游使用而不中斷混合過程100。這樣有效地從混合過程100的任何啟動(dòng)或關(guān)閉瞬間斷開下游泡沫塑料的生產(chǎn)過程。
或者，可使用熱交換機(jī)480對(duì)準(zhǔn)備好的漿料進(jìn)行加熱或者冷卻?？刹捎脙x表492和460來分別檢測(cè)漿料的溫度和壓力。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2和3，混合器組件200包括筒201，在桶中的軸202由發(fā)動(dòng)機(jī)203通過聯(lián)軸器204來旋轉(zhuǎn)。螺旋輸送器205、料塊破碎機(jī)206和至少一個(gè)葉輪207都連接在軸202上并與之一起旋轉(zhuǎn)。以已知的可控速度將粉末通過進(jìn)料口208加入混合器中。撓性罩209以在保持混合器與粉末給料器機(jī)械隔離的同時(shí)防止飛塵的方式交進(jìn)料口密封在粉末給料器255的周邊。如果粉末給料器為失重型給料器，給料器與混合罐之間的機(jī)械隔離很重要，從而重量測(cè)量不會(huì)發(fā)生偏差。粉末通過進(jìn)料口208落到螺旋輸送器205上。螺旋輸送器使粉末穿過筒201快速運(yùn)動(dòng)到出口210處。支撐板211位于筒201的出口210處，并且借助輪轂支撐用于軸202的軸承212。
筒210的出口位于在罐250中的工作液面214的下方。粉末從出口210排出，并且通過料塊破碎機(jī)206快速成散開入周圍液體中。料塊破碎機(jī)包括圍繞中心轂固定的剛性銷的徑向布置。該銷足夠長(zhǎng)以跨過出口210的整個(gè)開口。料塊破碎機(jī)設(shè)置十分接近出口處，從而沒有任何大塊粉末能夠通過。
葉輪207位于料塊破碎機(jī)的下方并具有適當(dāng)?shù)某叽绾驮O(shè)計(jì)以在粉末的平均停留時(shí)間內(nèi)提供多次罐容積的周轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，至少一個(gè)葉片為徑向流動(dòng)高剪切設(shè)計(jì)。軸向流動(dòng)葉輪(例如，船用葉輪)提供了更高流動(dòng)性和更多次的罐周轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，將一個(gè)葉輪放置在用于充分混合料塊破碎機(jī)的附近，并且第二個(gè)葉輪被放置在罐的底部附近以避免固體沉淀。
優(yōu)選地在靠近工作液體水平面214的位置處將漿料的液體成分(例如，多元醇)通過至少一個(gè)入口251加入到罐250中。罐優(yōu)選具有多個(gè)折流板252以減少渦流的形成，在罐的底部附近安裝篩板253。該篩板具有多個(gè)開口，該開口允許混合漿料穿過，但是返回更大的未散開的粉末塊以進(jìn)行附加混合。篩板中的開口優(yōu)選地具有大致0.1-1cm的尺寸?；旌蠞{料通過在底部的開口254離開混合罐。
圖4和5表示用于從液體中除去夾帶的氣泡的真空離心機(jī)300和用于在不會(huì)重新夾帶氣泡的情況下積累基本上無(wú)氣泡的液體的緩沖罐400的示意圖。在關(guān)于真空離心機(jī)和緩沖罐的上下文中，“液體”包括在液體中的固體顆粒的可泵送的混合物，例如在液體中的粉末的漿料或者用于生產(chǎn)熱固性聚合物的在液體媒介劑中的固體例如聚氨酯、蜜胺、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、色素和阻燃劑的漿料。在本例中，僅為說明目的，將精細(xì)研磨的聚氨酯粉末分散到多元醇液體中。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，將待脫氣的液體輸送到離心機(jī)的入口320，并且通過管道321行進(jìn)到離心機(jī)轉(zhuǎn)筒310。離心機(jī)轉(zhuǎn)筒310安裝在軸346上，從而離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和軸由適當(dāng)裝置例如發(fā)動(dòng)機(jī)345來旋轉(zhuǎn)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)筒310以高切向速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體沿著離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的內(nèi)側(cè)表面薄薄地?cái)備仯谙蛐牧Φ淖饔孟聦馀輭浩鹊奖砻?，并且使它們裂開。在一個(gè)實(shí)施例中，切向速度可在大允1-100m/s之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，切向速度可在大約5-75m/s之間。最后，在又一個(gè)實(shí)施例中，切向速度可以在大約為10-50m/s之間。液體盡可能地遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線聚集。收集管333收集液體并使其通過管道334取向出口335。離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)向液體施加足夠的能量以通過管道334將其泵送出。
折流板329固定在管道321中，并用作使液體不飛濺出離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。
將旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒310布置在真空腔室325中，該真空腔室具有通過密封墊安裝的前板326和后板327以使該腔室真空密封。板327包括軸346通過其轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承和密封組件340，板326可選擇地具有密封觀察窗328以允許觀察旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。例如通過管接頭330對(duì)該腔室施加真空。在該腔室中的低的絕對(duì)壓力在收集液體(333)并朝著出口335取向時(shí)防止在液體中重新夾帶氣泡，在一個(gè)實(shí)施例中，該絕對(duì)壓力可小于500mbar。在另一個(gè)實(shí)施例中，該絕對(duì)壓力可小于300mbar。最后，在又一個(gè)實(shí)施例中，絕對(duì)壓力可以在大約1-300mbar之間。從出口335中可得到基本上無(wú)氣泡的液體。可以設(shè)置排放管332以便于清潔和關(guān)閉。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，液體被傳送到入口401處。入口401位于罐的頂部附近，而出口405位于罐的底部處。入口和出口的這種布置提供了罐的期望的先進(jìn)先出操作，但是由于液體的噴射和飛濺而有夾帶氣泡的可能。堰402防止液體噴射入罐中，而使液體改向而從罐407的壁向下流動(dòng)。撓性堰延伸部分403甚至使液體從罐的壁向下流動(dòng)。液體在延伸部分403和罐壁407之間流動(dòng)，并且使延伸部分403吸附在壁上。這樣避免了穿過在入口401和自由表面406之間的空間的任何的液體滴落、“淋降現(xiàn)象”、或其它下落。例如，延伸部分403可由撓性塑料板制成。
圖5描繪出在從初始為空的條件下的啟動(dòng)期間的局部充滿的罐400。在初始填充期間，液體具有從入口401行進(jìn)到自由表面406的最長(zhǎng)距離，這樣存在有夾帶氣泡的可能。通過堰402和延伸部分403迫使液體從罐的側(cè)面向下流動(dòng)，這樣極大地減少了夾帶氣泡的可能性。
緩沖罐400可以具有帶多個(gè)相關(guān)的堰402和延伸部分403的入口401、404。例如，入口401可用于接收來自真空離心機(jī)300的出口335的液體，而入口404可用于接收通過下游過程從出口405再循環(huán)的液體。
例子1首先在30加侖的混合罐中裝入來自Dow Chemical Co.的質(zhì)量為83.5公斤的VORANOL 3010A聚醚多元醇。向該罐加入16.7公斤的最大顆徑為250微米的精細(xì)研磨的聚氨酯泡沫塑料的粉末。初始批量由如圖2所示的混合器充分地混合。所得到的漿料具有大約10％(體積)的夾帶空氣濃度。
利用如圖1所示的工藝，將漿料從混合罐中經(jīng)由真空離心機(jī)和緩沖罐泵送入儲(chǔ)存容器。濃度設(shè)定值為20pphp(即，每100份液體中有20份粉末，或者16.7％(質(zhì)量))，并且漿料的流速設(shè)定值為20kg/min。在液體離開過程進(jìn)入儲(chǔ)存容器時(shí)提取漿料的試樣。通過從漿料中過濾粉末而從重量已知的漿料中分離出粉末，利用二氯甲烷溶劑將多元醇洗掉，將粉末干燥并稱重來檢測(cè)出這些試樣的漿料濃度。將1000mL的量筒中填充滿漿料，并且在恒定溫度下在24小時(shí)期間觀察體積的變化，從而還檢測(cè)出這些樣品的夾帶氣泡體積。任何體積的變化表示出在漿料制品中的存在夾帶的氣泡。例如，1mL的體積變化將對(duì)應(yīng)于0.1％(體積)的任何夾帶氣泡的濃度。
得到在表1中示出的這些結(jié)果，表明在成品漿料中無(wú)任何夾帶氣泡，并且粉末濃度精確接近設(shè)定值濃度20pphp。
表1

在圖6中示出了本發(fā)明的過程600的流程圖。粉末602(例如，精細(xì)研磨的聚氨酯粉末)和液體604(例如，多元醇)被連續(xù)地傳送到混合步驟606(例如，使用所披露的混合器200)處，在該混合中將粉末和液體密切地接觸并制出漿料。可能包含夾帶的氣泡的漿料被從混合步驟傳送到連續(xù)除去夾帶的氣泡的脫氣步驟608處。例如脫氣步驟可使用真空離心機(jī)，并且還可使用下面描述的所披露的緩沖罐。接著，基本上無(wú)氣泡的漿料被連續(xù)地傳送到下游使用610處。
例如，下游使用610可以為聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)?？蛇x擇地，一些或者全部的漿料可借助612循環(huán)回脫氣步驟或借助614循環(huán)回混合步驟。
應(yīng)該可以理解，在此處所披露的過程和所述設(shè)備的實(shí)施例的各種選擇可被用于實(shí)行所披露的工藝并且采用所披露的設(shè)備。旨在用下面的權(quán)利要求限定披露的過程和設(shè)備的范圍，并且由此覆蓋在這些權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)的過程和結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種從用于生產(chǎn)熱固性聚合物的固體顆粒和液體媒介物的混合物中連續(xù)地除去空氣的設(shè)備，其包括脫氣機(jī)，其具有接收液體和精細(xì)顆粒的混合物的入口以及使所述混合物分散的出口，其中所述脫氣機(jī)還包括旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒，所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒安裝在軸上，從而所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸旋轉(zhuǎn)，并且所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒具有與所述入口相連的內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面以接收所述混合物，從而當(dāng)所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述混合物在所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的所述內(nèi)側(cè)表面上攤鋪開；收集器，其收集所述混合物并使該混合物通過管道引向所述出口，離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)向所述混合物施加足夠能量以通過所述管道將其泵送出；以及真空腔室，其具有包圍所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的壁，所述壁包括一組件，通過該組件使所述軸旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)所述混合物借助所述管道被引導(dǎo)向所述出口時(shí)在所述真空腔室中的低的絕對(duì)壓力防止在所述混合物中重新夾帶氣泡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其還包括與所述管道相連的折流板，以防止液體飛濺出所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其還包括通過密封襯墊將所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的所述壁安裝在所述真空腔室上以使該腔室真空密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述壁具有密封的觀察窗，以允許觀察旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，在該腔室中的所述低的絕對(duì)壓力小于500mbar。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，在該腔室中的所述低的絕對(duì)壓力小于300mbar。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，在該腔室中的所述低的絕對(duì)壓力大約在1-300mbar之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為1-100m/s之間的切向速度旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為5-75m/s之間的切向速度旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為10-50m/s之間的切向速度旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，固體是從由聚氨酯、蜜胺、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、色素和阻燃劑構(gòu)成的組中挑選出的。
12.一種從用于生產(chǎn)熱固性聚合物的固體顆粒和液體媒介劑的混合物中連續(xù)地除去空氣的方法，其包括提供脫氣機(jī)，其具有接收液體和精細(xì)顆粒的混合物的入口和分散所述混合物的出口，其中，所述脫氣機(jī)還包括旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒，所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒安裝在軸上，從而所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸旋轉(zhuǎn)，并且所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒具有與所述入口相連的內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面以接收所述混合物，從而當(dāng)所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述混合物在所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的所述內(nèi)側(cè)表面上攤鋪開；收集器，其收集所述混合物并使所述混合物通過管道取引向所述出口，離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)向所述混合物施加足夠能量以通過所述管道泵送出所述混合物；以及真空腔室，其具有包圍所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的壁，所述壁包括使所述軸旋轉(zhuǎn)的組件，并且當(dāng)所述混合物借助所述管道引導(dǎo)向所述出口時(shí)在所述真空腔室中的低的絕對(duì)壓力防止在所述混合物中重新氣泡夾帶。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括將折流板與所述管道相連以防止液體飛濺出所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其還包括通過密封襯墊將所述離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的所述壁安裝在所述真空腔室上，以使該腔室真空密封。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述壁具有密封的觀察窗，以允許觀察旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在腔室中的所述低的絕對(duì)壓力小于500mbar。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在腔室中的所述低的絕對(duì)壓力小于300mbar。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在腔室中的所述低的絕對(duì)壓力大約在1-300mbar之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為1-100m/s之間的切向速度旋轉(zhuǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為5-75m/s之間的切向速度旋轉(zhuǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒和所述軸以在大約為10-50m/s的切向速度旋轉(zhuǎn)。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，固體是從由聚氨酯、蜜胺、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、色素和阻燃劑構(gòu)成的一組中挑選出的。
全文摘要
所披露的系統(tǒng)包括從研磨的聚氨酯顆粒和多元醇液體的混合物中連續(xù)除去空氣的設(shè)備和方法。用于從研磨的聚氨酯顆粒和多元醇液體的混合物中連續(xù)除去空氣的該設(shè)備包括脫氣機(jī)，該脫氣機(jī)具有接收液體和精細(xì)顆粒的混合物的入口和使該混合物分散的出口。該脫氣機(jī)還包括旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)轉(zhuǎn)筒，其中，該離心機(jī)轉(zhuǎn)筒安裝在軸上，從而該離心機(jī)轉(zhuǎn)筒與該軸旋轉(zhuǎn)。該離心機(jī)轉(zhuǎn)筒具有與脫氣機(jī)的入口相連的內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面以接收該混合物，從而當(dāng)該離心機(jī)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，該混合物在離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的內(nèi)側(cè)表面上攤鋪開。收集管位于離心機(jī)轉(zhuǎn)筒中，該收集管收集混合物并使其通過管道引向出口。離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)向混合物施加足夠的能量以通過管道泵送該混合物。真空腔室具有包圍離心機(jī)轉(zhuǎn)筒的前板和后板，并且該后板包含一組件，通過該組件使軸旋轉(zhuǎn)，并且當(dāng)混合物借助管道引導(dǎo)向出口時(shí)，在該真空腔室中的低的絕對(duì)壓力防止在混合物中重新夾帶氣泡。
文檔編號(hào)B01F3/12GK1658939SQ03813586
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者布賴恩·路易斯·馬特爾 申請(qǐng)人:摩必斯技術(shù)公司