RU211919U1

RU211919U1 - Установка для приготовления раствора поливинилового спирта

Info

Publication number: RU211919U1
Application number: RU2022100245U
Authority: RU
Inventors: Денис Александрович Кашурин; Евгений Борисович Филатов; Андрей Юрисович Абдеев; Павел Анатольевич Бартенев; Флюр Кафиевич Магадиев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым"
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2022-06-28

Abstract

Полезная модель относится к области приготовления полимеров органического происхождения, способных при нагревании переходить в более вязкое и эластичное состояние, которое необходимо для внесения в поверхностный слой укрепляемого насыпного грунта. Установка содержит емкость-смеситель, закрытую теплоизоляционным кожухом, система обогрева выполнена в виде трубного пучка, в который подается пар от передвижной паровой установки, с выходом трубного пучка соединена труба, подводящая пар в емкость-смеситель через заливную горловину емкости. Установка позволяет готовить водный раствор поливинилового спирта с заданными параметрами непосредственно на месте производства работ и регулировать время и температуру гелеобразования.

Description

Полезная модель относится к области приготовления полимеров органического происхождения, способных при нагревании переходить в более вязкое и эластичное состояние, которое необходимое для внесения в поверхностный слой укрепляемого насыпного грунта.

Для предотвращения деформаций земляного полотна в виде эрозии откосов и выноса грунта из тела насыпи применяется стабилизации грунта путем обработки грунта водным раствором поливинилового спирта посредством пролива грунта с поверхности, например, как в Способе защиты грунтов от эрозии (описание изобретения к патенту РФ №2754141, опубликовано 30.08.2021). Для выполнения указанной операции по стабилизации грунтов необходимо приготовлять раствор поливинилового спирта, который готовится в емкости или смесительном устройстве - миксере по соответствующей технологии, с последующей укладкой в насыпь. При этом приготовление раствора предпочтительно осуществлять на месте производства работ, так как во время доставки раствор может изменить свои свойства (температуру, вязкость).

Установки для механизированного приготовления раствора поливинилового спирта не имеют широкого распространения. Для приготовления полимеров часто используют технические средства, которые схожие по технологическим процессам, таким как установки для подготовки битума и битумных эмульсий [Установка для производства битумной эмульсии «Бастион - ЭУ» компании «Дортехника» http://dortehnika45.ru/oborudovanie-dlja-proizvodstva-pbv-i-bituma/, Битумоварка ББЭМТ-1,0 на тракторном полуприцепе ПТ-1-1,8 имеющая электрические тэны, перемешивающее устройство и теплоизолированный корпус. Установка для нагрева и обезвоживания битумных и других подобных материалов RU 2255106 С1, опубликовано 27.06.2005].

Из области техники известны установки по приготовлению полимеров [RU 60610. опубликовано 27.01.2007. RU 74162 опубликовано 20.06.2008]. Известные установки содержат емкость-смеситель, оборудованную мешалкой-миксером с электрическим приводом, систему обогрева, систему подачи воды.

Известные установки не приспособлены для механизированного приготовления водного раствора поливинилового спирта (криогеля), вследствие чего являются менее эффективными и не адаптированными под необходимые технологические процессы приготовления поливинилового спирта. Известное оборудование конструктивно сложное, вследствие чего обладает повышенным требованием к применяющему его персоналу.

Из области техники заявителем не выявлено технических решений, того же назначения, наиболее близкие признаки которого совпадали бы с признаками заявляемой полезной модели. Наиболее близкий аналог (прототип) не выявлен, что также подтверждает новизну предлагаемой полезной модели.

Задачей настоящей полезной модели является разработка простого в изготовлении, и эксплуатации, оборудования под специфику работы по укреплению насыпного грунта в районах Крайнего севера.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в сокращении времени на приготовления раствора поливинилового спирта, при соблюдении технологии его производства.

Технический результат достигается тем, что установка для приготовления раствора поливинилового спирта содержит емкость-смеситель, оборудованную перемешивающим устройством, систему обогрева, систему подачи воды, согласно полезной модели емкость-смеситель закрыта теплоизоляционным кожухом, система обогрева выполнена в виде трубного пучка, смонтированного на наружной поверхности емкости-смесителе под теплоизоляционным кожухом, в трубный пучок подается пар от передвижной паровой установки (ППУ), с выходом трубного пучка соединена труба, подводящая пар в емкость-смеситель через заливную горловину, а для контроля температуры приготавливаемой жидкости в термокарман, вваренный в емкость-смеситель, установлена термопара, соединенная с термометром.

Выполнение системы обогрева в виде трубного пучка, непосредственно контактирующего и нагревающего емкость-смеситель (далее - емкость), и при этом вся емкость, включая трубный пучок, закрыта теплоизоляционным кожухом, а также дополнительная подача пара непосредственно внутрь емкости способствует эффективному нагреву, что позволяет сократить время приготовления раствора поливинилового спирта.

Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами:

фиг. 1 - схема установки;

фиг. 2 - емкость-смеситель установки с трубным пучком подогревателя;

фиг. 3 - фото монтажа трубного пучка на поверхности емкости в процессе изготовления установки;

фиг. 4 - фото опытного образца установки сбоку;

фиг. 5 - фото опытного образца установки с торца, со стороны сливного патрубка.

На приведенных графических материалах приведены следующие обозначения:

1 - емкость-смеситель;

2 - заливная горловина;

3 - сливной патрубок с шаровым краном;

4 - вентиляционное отверстие для отвода водяного пара из емкости при нагревании воды;

5 - теплоизоляционный кожух, закрывающий емкость-смеситель;

6 - вал, находящийся в емкости;

7 - лопатки на валу для перемешивания приготавливаемого раствора;

8 - двигатель (двигатель внутреннего сгорания - ДВС), приводящий в движение вал 6;

9 - термопара, установленная в термокарман, вваренный в емкость-смеситель;

10 - термометр контроля температуры жидкости внутри емкости, соединенный с термопарой;

11 - рама автомобильного прицепа, на котором жестко закреплена емкость-смеситель 1.

12 - трубный пучок, размещенный (теплообменник) в который подается пар от передвижной паровой установки (ППУ):

13 - прозрачный шланг, показывающий уровень жидкости в емкости (индикатор уровня);

14 - штуцер трубного пучка, на вход которого подключается паропровод ППУ;

15 - выходной штуцер трубного пучка, к которому присоединяется труба 16;

16 - труба подвода пара в емкость-смеситель через горловину 2.

Поскольку работы по укреплению грунта производят преимущественно в период года, характеризующийся переходом от устойчивых положительных среднесуточных температур атмосферного воздуха к отрицательным температурам, что обеспечивает криогенное структурирование поливинилового спирта, приготовление раствора поливинилового спирта приходится проводить при низких положительных или даже отрицательных температурах воздуха, что влечет дополнительные затраты на прогрев воды и нагрев раствора. Также необходимо, чтобы подготовленный раствор быстро не остывал, поскольку технологические операции по внесению криогеля в грунт занимают значительное время, а остывший раствор ухудшает свои свойства, с целью сокращения времени по приготовлению раствора и последующего содержания при заданной температуры, в заявляемой установке емкость-смеситель 1 по всей поверхности закрыта теплоизоляционным кожухом с утеплителем, в качестве которого использована калийная вата.

Состав водного раствора (криогель) для осуществления укрепления грунта включает поливиниловый спирт и воду. Приготовление криогеля с помощью предлагаемой установки осуществляется следующим образом.

Установку доставляют к месту выполнения работ по укреплению грунта криогелем. Емкость-смеситель 1 установки заполняется водой через заливную горловину 2, из водопровода или из мобильной емкости контролируют уровень по индикатору 13, при этом кран сливного патрубка 3 предварительно закрывают. Запускают двигатель 8, который приводит во вращательное движение вал 6 с лопатками 7, осуществляется перемешивание воды. Одновременно осуществляют нагрев емкости путем подачи пара в трубный пучок 12 от передвижной парогенераторной установки типа ППУ (не показано). Пар подают в штуцер 14. Пар проходит через трубный пучок 12, вмонтированный снаружи емкости-смесителя 1, нагревает находящуюся в ней воду. Выводящий из штуцера 15 пар по трубе 16 подается внутрь емкости-смесителя 1 через заливную горловину 2, дополнительно нагревая воду внутри емкости-смесителя, что позволяет увеличить скорость прогрева воды Трубный пучок 12 нагревается паром до 80-100°С. Далее, постепенно, небольшими частями, примерно по 10% от объема, при непрерывном помешивании лопатками 7, в нагреваемую воду добавляют поливиниловый спирт. Варку криогеля производят в течение 10 мин, указанного времени достаточно для полного растворения гранул поливинилового спирта и подготовки раствора в заявляемой установке. Контроль за температурой получаемого раствора производят по показаниям термометра 10 в интервале от 80°С до 100°С. После приготовления криогеля открывают кран 3 сливного патрубка, раствор подают непосредственно в месте производства работ по укреплению грунта.

Опытная установка для приготовления раствора поливинилового спирта была изготовлена на производственных площадях заявителя. Емкость-смеситель была изготовлена из листового металла путем загиба и приваривания торцов. На наружной поверхности емкости-смесителя, также сваркой, был смонтирован трубный пучок. Снаружи емкости-смесителя был изготовлен кожух, выполненный из оцинкованной стали методом обтюрации утеплительного материала. Предлагаемая установка за один этап приготовления позволила получить объем в 800 литров криогеля.

Установка позволяет готовить водный раствор поливинилового спирта с заданными параметрами непосредственно на месте производства работ, регулировать время и температуру гелеобразования.

Claims

Установка для приготовления раствора поливинилового спирта содержит емкость-смеситель, оборудованную перемешивающим устройством, систему обогрева, систему подачи воды, характеризующаяся тем, что емкость закрыта теплоизоляционным кожухом, система обогрева выполнена в виде трубного пучка, смонтированного на наружной поверхности емкости, под теплоизоляционным кожухом, в трубный пучок подается пар от передвижной паровой установки (ППУ), с выходом трубного пучка соединена труба, подводящая пар в емкость через заливную горловину емкости, а для контроля температуры приготавливаемой жидкости в термокарман, вваренный в емкость, установлена термопара, соединенная с термометром.