CN1100653C - 可浇注液态介质的连续混合脱气的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可浇注液体介质的连续混合和脱气的方法，特别是对浇注用树脂组份或一种浇注用树脂组份以及填料诸如石英粉、氧化铝或染料进行连续混合和脱气的方法。本发明还涉及实施此方法的装置。为了向进一步的加工过程连续提供均匀的已脱气的浇注用树脂组份，液体组份或至少一种液体组份和填料按配料比输入连续脱气设备(1)中。

Description

可浇注液态介质的连续混合脱气的方法及装置
本发明涉及一种对可浇注液体介质进行连续混合和脱气方法以及实施此方法的装置，特别是涉及对可浇注用树脂组份以及如果需要还有如石英粉、氧化铝或颜料之类填料进行连续混合、脱气的方法及装置。
此类方法及装置在US-A5 332 309中是已知的。在该专利中分别将填料和可浇注液体介质单独地输送给在压力下运行的装置；在填料和可浇注液体介质混合区之前，为填料设置一个压力腔，以便将填料中的空气脱除。然后，空气通过一个通道排出装置，该通道设置在与可浇注液体介质的入口通道相邻的位置。但该专利的装置中在混合器和产品入口之间没有设置真空密封，这样其所生产的产品至多也只能脱除大气泡。另外，这种装置非常复杂，成本很高。
DE-A38 18 003描述了将聚合物粘合剂和填料和/或纤维的混合物导入脱气装置进行脱气。该脱气装置有一个真空室，其在气体密封连接中与含有螺杆的输送装置位于一起。输送装置的螺杆具有许多不同的螺距，这样在混合物的传输途中会形成多个减压区和压缩区。或者在压缩区的范围内，紧邻真空腔之前设置一垫板，使得可以这样进行测量，一方面压缩区中混合物的压力可以保证真空腔中所必须的真空密封，另一方面，却还可以通过垫板和物料活塞之间的狭缝，经螺杆输送混合物。这种装置也是非常复杂，而且真空密封的程度总是取决于所用的物料和体积流量，使得不能肯定地排除真空腔中的空气扰动。
DE-A36 37 775中公开了一种使由聚合物粘合剂和填料和/或纤维构成的混合物进行连续脱气的装置，其中，来自混料机械的混合物导入计量单元。在计量单元下有一真空腔，在真空腔上混合物通过阀门排出。阀门的通流截面和长度是可变的，这种改变是随计量单元中混合物的填充状态而自动进行的。在真空腔之下设置一个气密的传送装置，该装置接受混合物并向外传送。根据计量单元中混合物的填充状态，打开阀门中的一个、多个或全部。管道借助于阀门总是畅通的，混合物通过该管道从计量单元进入真空腔，由于真空腔中所产生的负压，混合物被撕裂，其表面变大，从而实现脱气过程。哪些及多少个阀门被打开，取决于槽中混合物的填充状态。在槽的上方设置一超声传感器，它可以调整混合物的表面。超声传感器测量槽中混合物的水平面；如果混合机输入的混合物增加而导致混合物的水平面上升，那么通过超声传感器会打开更多的阀门；如果混合物的水平面下降，那么关闭先前打开的阀门。但是，在该专利的装置中，不能进行至少两种产物物流的混合和脱气，以及将这些产物物流计量输入该装置中。
FR-A2 530 485公开了一种粘滞物质的混合和脱气装置，该装置拥有一个带有搅拌装置且能进行温度调节的容器。在加热/冷却元件构成的盘管的上方，有一连接在搅拌轴上但不受转动影响的、向下的截锥状配电盘。配电盘可以部分地或分阶段地至少由一级构成，并有直径不同的、有间隙的外周。在配电盘的上方是输入管，以输入绝缘介质，最好是多组份的合成树脂浸渍剂或多组份的合成树脂浇注材料。在容器的底部设置一排出管，以便将绝缘介质传送到浸渍剂或浇注材料釜中。
从DE-A42 22 695可知道浇注用树脂连续脱气的一种装置和方法。浇注作业时，树脂或硬化剂，有时还有填料如：石英粉、磨碎的白云石、氧化铝等、以及染料，必须混合并真空脱气。这样，用此树脂模芯浇注得的产品如电绝缘部件具有所要求的性质。除了有加工工场制造树脂/填料或硬化剂/填料混合物并向最终使用者供料的情况，也有最终加工者需自己制造树脂/填料或硬化剂/填料混合物的情况，一般这两种情况都是间歇操作。
在由最终加工者加工的情况下，一般要先对组份进行脱气，这样才准备出一批供加工者用的物料。如果物料来自加工工场，此物料也必须先升到一定温度然后真空脱气。这种工作方式造成不经济的工作中断，因为用完一批料后必须等待下一批的备料。为此，一批料的量一般要足够白天工作壹至贰班用，余下的时间最好是夜里再进行灌装重新配料和混合。这样做贮罐和混合器要相应地设计得大。如果要实现随时不断地提供浇注料，还必须备有附加的加料混合器。此加料混合器安排在贮罐之前，从贮罐出来的物料送去加工。除了要有相应的建造费用以外，还要求有较大的物料贮量，这样物料要等待较长的时间才能去加工，有时候此时间长达1小时。加工前搁置的时间较长。此外，当采用所谓薄层脱气混合器作为上述一类的加料混合器时，因为由薄层脱气混合器流出口流出的已较好地脱了气的混合物不断地作为加料返回，与尚未很好脱气的物料相混合，从而使混合物的脱气需要较长的时间。
由此本发明的目的在于，提供一种实现上述一类过程的方法和实施此方法所需的装置，并且它的建造费用较小，与装置中已有的总物料量相比，只需要少量的已预加工的物料，其中，可进行足够的脱气，以保证所要求的产品质量。
按本发明的方法，该目的是通过将几种液体组份或至少是一种液体组份和填料按配比输入连续脱气设备来实现的。该方法的特征在于：使连续脱气设备在负压下运转，在对组份进行混合的同时，也进行脱气；将液体组份或与填料预先混合的至少一种液体组份和/或填料分别计量且同时输入连续脱气设备和混合设备；当填料单独输入时，填料经压力阻断或压力闸门或压力适应而输入连续脱气设备和混合设备；在输入液体组份和/或填料与至少一种液体组份的预混物时，为避免大气压下的混合器的空气击穿进入真空状态下的连续脱气设备和混合设备，检测液体组份贮存器或混合器中的液位，在液位到达最低允许值时，关闭向连续脱气设备和混合设备的输入。
此处，可以向连续脱气设备输入比如浇注用树脂组份和填料，这些物料经几分钟后就到达加工处。再也不会出现较大的贮存量，所以物料不断地均匀经受温度、停留时间和混合机构的作用组份，经过的路程也短了。按本发明方法，进行连续混合和脱气的既可以是多种液体组份料，也可以是至少有一种液体组份和填料。这样实际上隔断了连续脱气设备和产品入口之间的气体交换。
连续脱气设备的一种可能实施方案已在DE4222695A1中叙述，由于它的公布，其内容已特别明确了。此装置用来对浇注用树脂也就是已经预加工的组份进行连续脱气。它有一个外壳，此外壳有供浇注用树脂组份流通的入口和出口，外壳还与真空源相连。此外，外壳内分成好几个区，以便浇注用树脂能按次序地逐级脱气，每个区均安排有将浇注用树脂送到有脱气表面的区域中去的及机构以及将浇注用树脂传递到下一个区的机构。按照DE4222695A1的装置能对浇注用树脂组份完成连续脱气，但不能按给定的配料比例同时完成混合过程。按本发明实施方案的连续脱气设备不仅能脱气，而且还能在脱气的同时使浇注用树脂组份和填料进行混合。
需要时最好像本发明的第一个实施例那样，液体组份和填料按配比预先混合，然后送到连续脱气设备中去。这里液体组份和填料的混合过程安排在脱气过程之前，连续脱气设备因而较小。
液体组份比如树脂和填料的计量可以用如本发明以下所述的容积法或重量法来完成，以测得其配料比。
如果液体组份和填料被连续输入连续脱气设备，用本发明的特别优点是减少了贮存量，缩短了组份运输路程，并使各浇注用树脂组份有相应的均匀性。
本发明的连续混合和脱气的装置具有如下特征：
·连续脱气设备(1)能够同时对组份进行脱气和混合，而且能够在负压下运行；
·在上述的连续脱气和混合设备(1)的上游设置计量装置(2)，使得可以同时输入液体组份或至少一种液体组份和填料；
·当向连续脱气和混合设备(1)直接输入填料时，在填料容器上连接一个真空泵(24)，或者通过压力阻断或压力闸门加入填料；和/或
·在输入液体组份和/或已混有填料的液体组份时，设置由组份液面构成的压力闸门。
按本发明的一种实施方案，混合器也可以整体地装入连续脱气设备，使装置变成特别紧凑。其优点在于使用同一个驱动器，这是因为混合器的混合机构和连续脱气设备的转动机构相同，也就是说，混合器的混合机构和连续脱气设备的转动机构是按装在同一个驱动轴上的，转动机构将浇注的树脂组份送到相应的脱气表面并且再从脱气表面排走。
按本发明还有可能设置至少二个能相互交替地充满、排空液体组份和填料的混合器。通过这样的交替操作，完成向连续脱气设备进行连续加料。
按本发明的一种实施方案可进行一种变化的方案，其中，混合器也做成连续混合器，使之能够向连续脱气设备连续地输入预加工的物料。
按本发明可使用容积法计量装置如定量给料泵、齿轮泵、活塞-圆柱体结构、椭圆齿轮计数器、计量螺杆，也可使用重量法计量装置，如秤一类的东西。加入填料的计量优选用重量法完成，而配方中至少有一种液体组份用容积法测量。自然也可能用计量螺杆对填料的量作容积法测定，此时螺杆的转数用计数器(Ingrementalgeber)检出。
当连续脱气设备的上游有小型混合器时，必需保证在大气压下贮存的填料向处于真空下的连续脱气设备输料时不至于出现真空的破坏。按本发明最好通过一个压力阻断器或压力闸门向连续脱气设备加入配料填料。填料比如石英粉分批地通过打开的闸门输入连续脱气设备。
当液体组份和填充物比如树脂和石英粉直接输入连续脱气设备时，那就至少要备有二个产品入口。显然可以考虑二个液体组份比如树脂和硬化剂一起输入到连续脱气设备，而第二个产品入口用来输入填料。
本发明的实施例将对本发明作出进一步的说明。
图1到图5均为按本发明的混合和脱气设备的草图，有的是局部图。
图1所示为一个浇注用树脂的加工装置，它能完成液体组份和填料的混合和脱气。此装置包括一个液体组份贮罐15，并籍助一个泵19，经由一个串接在管道中间的加热器18和后面的阀21可以向混合器3，特别是小型加料混合器供料，该泵19起到计量装置2的作用。
按这里选择的实施例，向浇注用树脂液体组份中添加的填料，如石英粉，是放在贮仓16中的，并经由输送装置20输送至贮存器17。通过螺旋输送器9，填料由贮存器17到达混合器3。在混合器3中完成浇注用树脂组份，如树脂和填料的混合过程。这里在混合器3中有一个混合机构6，它是通过驱动器27使之旋转的。对树脂贮罐可通过比如定量给料泵19定体积地测量得配方份额，自然也可以通过装在如图1中混合器3上的秤10，用重量法测得配方份额。优选通过秤10称混合器重量来完成填料加料过程，当达到了该次数配方份额后即由一个控制或调节机构，比如调节器23终止螺旋输送器9。然后开动混合器3，在规定的时间内完成液体组份和填料的混合。
当添加液体组份和填料时或进行混合时，在通向连续脱气设备1的管道上连接着的截止阀21是关闭的，混合过程结束后，阀门21开启，预加工的混合物通过产品入口12被吸入连续脱气设备1。连续脱气设备1还通过前述阀门21与真空泵24相连。在连续脱气设备1中充分脱气的浇注用树脂材料连续地流出。连续脱气设备可以和如DE4222695A1中所述的装置一样。在图1中连续脱气装置的内部构件只是以驱动区5来表示，而在其它几张图中详细显示了转动机构7的驱动轴，它带有将浇注用树脂从脱气面29上卸出来和装进去的机构28。加进了填料并已脱气的浇注用树脂组份，再通过定量给料泵19输到一个连续混合器25中，在此连续混合器25中还输入第二组份，特别是硬化剂。它是从图上只是局部显示的连续脱气设备和由另一台定量给料泵19输入的。在连续混合器25的出口，可设置一浇注阀(未显示)，以将混合好的浇注用树脂物输送到同样未显示的浇注模中去。两种组份交会处还可设置一个用于后接之定量给料泵19的小容器26。
为了避免空气由在大气压下工作的混合器3漏入在真空下工作的连续脱气设备1中，在图1的实施例中设置了秤10或者比如是一个料位传感器(未显示)，它能测得混合器3的料位，而当料位达最低允许值时关闭阀门21。
如图1所示之装置的一种修改方案能实现向连续脱气设备1连续供应浇注用树脂物料。这里计划用二个混合器3，它们如下交替工作，一个混合器3中的浇注用树脂向连续脱气设备卸完料时，另一个混合器3已经按配方比例被浇注用树脂和填料充满，紧接着进行它们的混合过程。
在其他几个实施例中，功能与图1中相当的构件用同一个符号表示，这样就不必再去一一加以叙述。
按图2的实施例，它与图1实施例的主要差别在于在混合器3和连续脱气设备1之间安排了一个中间容器11，它用来储存从混合器3来的浇注用树脂物，并使得向连续脱气设备1连续地输送浇注用树脂物成为可能。
用图3的装置可以制备最终的浇注用树脂物。这里两种液体组份，即一种硬化剂和一种树脂，分别存放在贮缸15内，在贮存容器17中存放有填料，它们均连续地同步而无切换地输到连续脱气设备1中去，后者承担了混合功能和脱气功能。浇注用树脂和硬化剂的计量，通过使用定量给料泵19计量体积来完成，而按配方所需的填料的输入是通过安有秤10的螺旋输送器9，计量重量来完成。为此目的，在介于计量单元2和产品入口13之间的输送管线上使用了弹性联接元件。
显然，采用图3的装置通过贮罐15也可输送二个相互不反应的液体组份，比如树脂和柔软剂(Flexibilisator)。
在所选实施例中，容装填料的贮存容器17中的压力，是与连续脱气设备1的真空压力相适配的，为此在贮存容器17上接上一个真空泵24，这样避免了空气由贮存容器17漏向连续脱气设备1。与此不同的是液体组份浇注用树脂和硬化剂的输送，只要贮罐15中的液位高于泵装置19之浸没在贮罐15中的吸管开口位置，那么空气就不会漏到连续脱气设备1中去。
显然在直接输入液体组份和填料时，连续脱气设备1至少具有二个产品入口13、14。
按图4的实施形案，它与图3的区别在于连续脱气设备1与混合器4或混合区是装在一起的。由图4可看到，混合器4的混合机构6和连续脱气设备1中带有装卸器28的转动机构7，都在一根驱动轴上，由一个驱动器5驱动，这样显著地简化了结构。
按图5的实施方案，在连续脱气设备1之前接上一个连续混合器8，这样做有一个优点即取消了由二个交替工作的混合器组成的结构方式，预加工的组份连续地输到连续脱气设备中去。
如图5实施例中的情况，连续混合器8在常压工作，填料容器17也必须处在常压。若连续混合器8在真空下工作，填料贮存器17也必须处于相应的低压。
符号表
1    连续脱气设备
2    计量装置
3    混合器
4    一体化混合器
5    驱动器
6    混合机构
7    转动机构
8    连续混合器
9    计量螺杆
10   秤
11   中间容器
12   产品入口
13   产品入口
14   产品入口
15  贮罐
16  料仓
17  贮存容器
18  加热器
19  泵装置，计量装置
20  输送装置
21  阀门
23  调节器
24  真空泵
25  连续混合器
26  收集器
27  混合器的驱动器
28  装入和排出装置
29  脱气表面
30  联接单元

Claims (16)

1、一种用连续脱气设备对可浇注的液体介质进行连续混合和脱气的方法，其特征在于，
所述连续脱气设备在负压下运转，在对组份进行混合的同时，也进行脱气；
将液体组份或与填料预先混合的至少一种液体组份和/或填料分别计量且同时输入连续脱气设备和混合设备；
当填料单独输入时，填料经压力阻断或压力闸门或压力适应而输入连续脱气设备和混合设备；
在输入液体组份和/或填料与至少一种液体组份的预混物时，为避免大气压下的混合器的空气击穿进入真空状态下的连续脱气设备和混合设备，检测液体组份贮存器或混合器中的液位，在液位到达最低允许值时，关闭向连续脱气设备和混合设备的输入。
2、按权利要求1的方法，其特征在于，液体组份以及任选的填料按配料比例预先混合，然后输入连续脱气设备(1)。
3、按权利要求1或2的方法，其特征在于，液体组份的计量以及任选的填料的计量用容积法和/或重量法完成。
4、按权利要求1或2的方法，其特征在于，至少将填料置于真空下。
5、按权利要求1或2的方法，其特征在于，液体组份以及任选的填料被连续地输入连续脱气设备(1)中。
6、按权利要求1或2的方法，其特征在于，液体组份贮存器(15)的液面保持在浸入贮存器(15)中吸管的吸孔的上方，以防止空气穿过。
7、一种籍助于连续脱气设备(1)使浇注用液体介质按上述权利要求之一的方法的进行连续混合和脱气的装置，其特征在于，
所述的连续脱气设备(1)能够同时对组份进行脱气和混合，而且能够在负压下运行；
在上述的连续脱气和混合设备(1)的上游设置计量装置(2)，使得可以同时输入液体组份或至少一种液体组份和填料；
当向连续脱气和混合设备(1)直接输入填料时，在填料容器上连接一个真空泵(24)，或者通过压力阻断或压力闸门加入填料；和/或
在输入液体组份和/或已混有填料的液体组份时，设置由组份液面构成的压力闸门。
8、按权利要求7的装置，其特征在于，在计量装置和连续脱气设备(1)之间接入一个混合器(3)。
9、按权利要求7的装置，其特征在于，在连续脱气设备(1)之中一体化安装一个混合器(4)。
10、按权利要求9的装置，其特征在于，混合器(4)的混合机构(6)和连续脱气设备(1)的转动机构(7)有相同的驱动器(5)。
11、按权利要求7的装置，其特征在于，设置至少二个能交替地被液体组份或被液体组份和填料充满或排空的混合器(3)。
12、按权利要求8的装置，其特征在于，设置混合器(3)作为连续混合器(8)。
13、按权利要求7至12之一的装置，其特征在于，计量装置(12)是定量给料泵、齿轮泵、活塞-圆柱体装置、椭圆齿轮计数器、计量螺杆(9)或者秤(10)。
14、按权利要求7到12之一的装置，其特征在于，在混合器(3)后接着一个中间容器(11)，向连续脱气设备(1)连续供给液体组份的混合物，该混合物中任选地含有填料。
15、按权利要求7至12之一的装置，其特征在于，连续脱气设备(1)至少具有二个产品入口(12，13，14)。
16、权利要求7至12之一的装置，其特征在于，液体组份吸管的吸口设置在贮存器(15)中液体组份的液面以下。
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