УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВСПЕНЕННОГО КОМПОНЕНТА СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА Российский патент 1997 года по МПК B28C5/16 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении пенобетона, пеногипса и т.п. легких теплоизоляционных материалов.

Известен турбулентный смеситель, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем и вертикальный ротор, вал которого пропущен сквозь крышку корпуса. Внутри корпуса на его стенках в верхней части смонтированы отбойные элементы в виде полутора из эластичного материала (1). Смеситель этого типа не позволяет одновременно с перемешиванием вяжущего и заполнителя насыщать его воздухом и аэрировать.

Известен также смеситель для производства поризованных строительных смесей, содержащий корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями, вал с перемешивающими перфорированными элементами и расположенными также на валу дополнительными перфорированными элементами, рабочая поверхность которых параллельна рабочей поверхности основных элементов. Дополнительные элементы выполнены в виде диска. Строительный раствор, пенообразователь и сжатый воздух подаются в смеситель по патрубкам снизу, а поризованный раствор отбирается в верхней части корпуса (2). Конструкция смесителя предусматривает непрерывность приготовления поризованной смеси, при которой получение смеси со стабильными характеристиками по времени крайне затруднительно.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленной установки, является устройство для приготовления технической пены, содержащее несколько установленных соосно одна над другой цилиндрических емкостей, сквозь которые пропущен вертикальный вал с лопастями. Нижележащие цилиндры имеют меньший диаметр, чем вышележащие, и снабжен в своей верхней части, входящей в нижележащий цилиндр, перфорированными (сетчатыми) кожухами также цилиндрической формы. Воздух, вода и поверхностно-активные вещества подаются в нижний цилиндр и по мере перемешивания и воздухонасыщения поднимаются вверх и удаляются сквозь разгрузочный патрубок (3). Недостатком устройства является его конструктивное решение, при котором исходные компоненты подаются снизу емкости и перемещаются к выходу наверху "на проход" через всю емкость, при этом неизбежно образуются застойные зоны в нижних углах цилиндров. Этому способствует также отсутствие за пределами сетчатых кожухов каких-либо побудительных органов полученная пена только выдавливается сквозь сетку, не подвергаясь принудительному извлечению из застойных зон.

Задачей изобретения является улучшение перемешивания компонентов и получение пены со стабильными характеристиками при циклическом способе ее приготовления.

Эта задача решается за счет того, что установка для приготовления вспененного компонента строительного раствора содержит основание, корпус с коническим днищем, насаженную на вал турбину с лопатками и перфорированный кожух. Корпус установлен на основании с возможностью поворота на соосно расположенных горизонтальных полуосях, а вал турбинки пропущен сквозь наклонную часть конического днища. Лопатки турбинки выполнены в виде смонтированных на плоском диске, жестко закрепленном на валу, пластин, имеющих трапецеидальную форму, большее основание которых обращено в сторону вала, а боковые грани объединены двумя коническими обечайками. Плоскости, в которых лежат пластины, проходят через ось вращения вала. Турбинка заключена в кожух, перфорированная часть которого расположена напротив лопаток турбинки.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с известным техническим решением, принятым за прототип, показывает, что оно отличается тем, что корпус установки смонтирован с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, на соосно установленных полуосях, а также тем, что вал турбинки пропущен сквозь наклонную часть конического днища. Лопатки выполнены в виде смонтированных на плоском диске, жестко закрепленном на валу, пластин. Пластины имеют трапецеидальную форму, большее основание которой обращено в сторону вала, а боковые грани объединены двумя коническими обечайками. Плоскости, в которой лежат пластины, проходят через ось вращения вала. Турбинка заключена в кожух, перфорированная часть которого расположена напротив лопаток. Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном изобретении.

Сравнение данного устройства с другими известными техническими решениями того же назначения показывает, что монтаж вала с лопастями на наклонной стенке конического днища позволяет более равномерно и интенсивно перемешивать компоненты смеси, используя, помимо центробежных, еще и гравитационные силы. Этому же способствует возможность наклона корпуса, установленного на горизонтальной оси на станине с возможностью поворота: такой поворот возможен для интенсификации процесса перемешивания или при разгрузке установки. Конструктивное выполнение лопаток и их взаимное расположение с перфорированной частью кожуха также способствует улучшению перемешивания компонентов смеси: частицы компонентов, захватываемые более широким основанием трапецеидальной пластины, под действием центробежных сил направляются между обечайками к периферии лопаток, попадая в зону сжатия поперечного сечения потока; на выходе из этой зоны сжатия поток испытывает резкое расширение, за счет чего происходит его вспенивание, а затем он продавливается сквозь перфорированную часть кожуха, дополнительно насыщаясь воздухом. Этот эффект может быть достигнут известными приемами, что позволяет повысить существенный уровень техники, а циклическая работа установки обеспечивает условия для более тщательного контроля качества приготавливаемой смеси. Кроме того, наклон оси вала турбинки к вертикали и возможность поворота корпуса на горизонтальных полуосях создают условия для упрощения конструкции лопаток турбинки: они имеют плоскую форму, ориентированную на ось вала.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 турбинка и перфорированный кожух; на фиг. 3 вид по А, кожух условно не показан.

На основании 1 смонтирован на соосно расположенных полуосях 2 корпус 3 установки. Корпус имеет открытую вертикальную часть 4 и коническое глухое днище 5, на стенке 6 которого смонтирован привод 7, соединенный с валом 8 турбинки 9. Вал расположен в рабочем положении под углом к вертикали. Для разгрузки установки от приготовленного вспененного строительного компонента на полуосях служит штурвал 10. Вал турбинки пропущен сквозь стенку конического днища. На конце вала жестко установлен плоский диск 11, по периферии которого смонтированы лопатки 12, выполненные в виде трапециевидных пластин 13, большее основание 14 которых обращено в сторону вала, а боковые грани 15 объединены двумя концентрически расположенными обечайками 16. Плоскости (на чертежах не обозначены), в которых лежат пластины, проходят через ось вращения вала. Турбинка заключена в кожух 17, перфорированная часть 18 которого расположена напротив лопаток турбинок. В кожухе может быть установлено несколько перфорированных частей.

Установка работает следующим образом: перед загрузкой установки в отдельной емкости готовят вспениваемую смесь, содержащую в соответствии с заданной рецептурой воду, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и различные технологические добавки: антипирен, ускоритель схватывания и т.п. Затем приготовленная смесь через открытую верхнюю часть 4 корпуса 3 подается в смеситель. При этом турбинка 9 может находиться в неработающем или работающем состоянии. После окончания подачи готовой смеси включают (если она не была включена) турбинку 9 и производят перемешивание и воздухонасыщение смеси: под действием центробежных сил частицы смеси, попадая на лопатки 12, отбрасываются на периферию пластин 13, проходя сужающийся канал, ограниченный двумя пластинами 13 и обечайками 16. В конце канала частицы попадают в зону разряжения, расположенную между торцом лопаток турбинки 9 и перфорированной частью 18 кожуха 17, где происходят их воздухонасыщение и вспенивание. Равномерность структуры образовавшаяся пена приобретает после прохождения перфорированной части 18 кожуха 17. Благодаря тому, что вал 8 турбинки 9 и ось вращения самой турбинки 9 расположены под углом к вертикали, помимо центробежных сил в процессе перемешивания компонентов и их вспенивания участвуют гравитационные силы, содействующие более интенсивному перемешиванию и воздухонасыщению смеси. При необходимости корпус 3 установки может быть повернут из вертикального положения вокруг полуосей 2, интенсифицируя процесс. Разгрузка корпуса 3 производится аналогичным путем, поворотом корпуса 3 вокруг полуосей 2.

В примере приготовления вспененного компонента для изготовления пенополимергипсового теплоизоляционного материала его составляющие загружают в соответствии с рецептурой в корпусе 3, затем перемешивают и воздухонасыщают при скорости вращения турбинки 600 800 об/мин в течение 2 мин, после чего добавляют стабилизатор пены и дополнительно перемешивают еще одну минуту. После этого установка разгружается. Кратность пены достигает 8 9.

Использование: устройство для приготовления вспененного компонента строительных растворов. Сущность: установка для приготовления вспененного компонента строительного раствора содержит основание, корпус с коническим днищем, насаженную на вал турбину с лопатками и перфорированный кожух. Корпус установлен на основании с возможностью поворота на соосно расположенных горизонтальных полуосях, а вал турбинки пропущен сквозь наклонную часть конического днища. Лопатки турбинки выполнены в виде смонтированных на плоском диске, жестко закрепленном на валу, пластин, имеющих трапециевидную форму, большее основание которых обращено в сторону вала, а боковые грани объединены двумя коническими обечайками. Плоскости, в которых лежат пластины, проходят через ось вращения вала. Турбина заключена в кожух, перфорированная часть которого расположена напротив лопаток турбинки. 3 ил.

Установка для приготовления вспененного компонента строительного раствора, содержащая основание, корпус с коническим днищем, насаженную на вал турбинку с лопатками и перфорированный кожух, отличающаяся тем, что корпус установлен на основании с возможностью поворота на соосно расположенных полуосях, а вал турбинки пропущен сквозь наклонную часть конического днища, причем лопатки турбинки выполнены в виде смонтированных на плоском диске, жестко закрепленном на валу, пластин, имеющих трапецеидальную форму, большее основание которых обращено в сторону вала, а боковые грани объединены двумя коническими обечайками, и плоскости, в которых лежат пластины, проходят через ось вращения вала, при этом турбинка заключена в кожух, перфорированная часть которого расположена напротив лопаток турбинки.