[发明专利]快速作用涂布器

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于涂布砂石、水泥和其它具有酚醛树脂及其它涂 层的基底的改进方法。更详细地说，本发明涉及不同于使用间歇涂布的 现有方法的连续快速涂布工艺的装置和方法。

发明背景

现有技术描述了根据金属浇铸和铸造工业采用的壳方法(Shell Process)中使用涂布树脂的砂石。Shell方法在二战期间，在德国得到了 发展，且该方法用来制备用于迫击炮、火炮壳和其他投射物的模具。战 后，德国人试图将该方法保密；然而，该方法被盟军调查员公开，将该 方法作为战利品置于公众领域中，然后这为基础工业提供了革命性的方 法。

Shell方法(也被认为是Cronting或者C方法)被用来制备用于管毂、 核、曲柄轴、用于引擎的进气歧管柱等的轻质量的模具和核。实际上， 更多的铸造使用shell方法以制备树脂砂石核和模具，而不是其他的方法。 该方法在全世界广泛地使用。

原来的方法是将原料砂石与粉末酚醛树脂和粉末六亚甲基四胺(固 化剂)混合，再将其重力导入预热模具中。热量使树脂熔化并固化以熔 化砂石。获得适宜厚度的砂石后，将非活性的砂石从模具中导出，留下 中空的核砂石模具。随着时间的流逝，该方法得到了如下的改善：在砂 石厂中，通过所需的成分(树脂-固化剂-石蜡-填料等)对砂石进行 预涂布。然后，该“铸造砂石”固化成自由流动产品而进行铸造(或铸 造者制备他们的自由流动产品)。

现有技术的状况是使用间歇混合器以通过树脂和其他成分涂布基底 (矿物、水泥等)。即，预称量砂石，加热至期望的温度并转移至间歇混 合器中。然后依次加入树脂和添加剂并放置在混合器中，直至矿物到达 期望的固化阶段或开始分解成砂石和树脂的小的凝聚块。然后倒出混合 物并重复循环。

Johnson等的美国专利US 4,439,489讨论了用于涂布支撑剂(在油料 工业中使用的基底)的几种方法，其均使用间歇方法。Smillie的 US4,090,995描述了用于壳体模具中使用涂布砂石的间歇方法。有趣的是 需要注意树脂在支撑剂(proppant)和壳体砂石中以类似的方式发生作用， 即，树脂用于在固定形状中保持基底，或加强基底。因此，用于涂布支 撑剂或工业砂石的技术是类似的。

众所周知的是间歇方法需要消耗时间。例如，受让人在其Bridgman， Michigan工厂中使用包括混合桨的1000-1200磅[455-546kg]泥料混合 器。(参见图1)典型的间歇混合物循环取决于产品规格，为3-5分钟。 在每一个批次被排出且向混合器中加入新的砂石进料时，需要经过大约 15秒的非反应时间。因此，混合器每3-5分钟仅能制备1200磅[546kg] 或每班次仅能制备约144000磅[65455kg]。确信地是，如果该方法改为连 续混合器方法，则混合器能获得显著提高的产率。

如上解释的间歇方法存在其他的问题。将加热的砂石滴入间歇搅拌 器中，并向混合器中加入所需的树脂和其他成分，同时用桨叶搅拌混合 物。在搅拌数分钟后，与水和石蜡一起加入六亚甲基四胺(hexa-固化 剂或硬化剂)溶液。在这个阶段，对大块进行混合(从自由的混合砂石 形成看上去象坚硬的面包生面团的材料)，从而降低甚至在颗粒上涂布的 可能性。因此，混合方法持续至使大部分的团聚混合物分裂。没有分裂 的混合物部分被送至能将颗粒混合物裂解的辊式破碎机(或类似装置) 以最终制备自由流动产品。需要记住的是上述实施例用于1200磅[546kg] 的间歇类型混合器。不同尺寸的间歇类型混合器会获得不同的产率。

在间歇混合过程后包括多个操作的阶段以用于获得自由流动产品， 且在处理装置中，这些阶段需要通过不同的材料处理系统和不同的物理 阶段进行相当多的物质转移，从而消耗相当多的能量。上述的该方法用 于单涂布，且通常(尤其是用于“frac-砂石”)基底被涂布2次甚至是3 次。