УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ БИТУМИНОЗНОГО СВЯЗУЮЩЕГО Российский патент 1997 года по МПК B01F5/00 B01F5/18 

Изобретение относится к областям, использующим битуминозные связующие для смешивания с твердыми наполнителями: углями при производстве бытовых брикетов и брикетов для коксования, углеродсодержащими веществами в производстве электродных и анодных масс, минеральными наполнителями в дорожном строительстве, производстве огнеупоров и др.

Наиболее близким к изобретению является устройство для вспенивания битуминозного связующего в виде центробежной форсунки, представляющей собой пустотелую цилиндрическую камеру, одно основание которой имеет выходное отверстие с патрубком для вывода вспененного связующего, и присоединенные к камере два входных патрубка центральный (осевой) и тангенциальный. Часть связующего, уже содержащего пенообразователь, подается по тангенциальному входному патрубку в камеру, образуя вращающийся поток, а другая часть связующего поступает через центральный патрубок, образуя сплошную струю. Вращающаяся часть связующего взаимодействует с центральной струей, закручивая ее. При этом создается единый поток связующего, который образует факел в виде сплошного конуса.

Недостатки известной конструкции заключаются в том, что, во-первых, при взаимодействии вращающейся и центральной струй смешивание связующего и пенообразователя происходит недостаточно эффективно;во-вторых, при подаче пенообразователя в связующее до входа в устройство возможно вспенивание устройством, что приводит к частичному разрушению в последнем образовавшихся пузырьков пены; в-третьих, при введении пенообразователя в связующее происходит резкое локальное охлаждение последнего в точках контакта, что вызывает появление сгустков (особенно в случае использования связующих с высокой температурой размягчения), в результате чего затрудняется равномерное распределение связующего при смешении его с твердыми наполнителями.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Это достигается за счет того, что в устройстве для вспенивания битуминозного связующего, содержащем пустотелую цилиндрическую камеру, одно из оснований который имеет патрубок для вывода вспененного связующего, и присоединенные к камере два входных патрубка для подачи связующего, из которых один установлен тангенциально к камере, а второй по оси камеры, в другом, верхнем основании камеры, согласно предлагаемому изобретению, внутри патрубка, расположенного по оси камеры, установлен завихритель, придающий струе связующего вращательное движение, направленное в противоположную сторону потоку связующего, подаваемого по патрубку, установленному тангенциально к камере, причем нижний конец патрубка, расположенного по оси камеры, находится на уровне расположения патрубка, установленного тангенциально к камере, камера снабжена патрубком для подачи в нее пенообразователя и приспособлением для дробления пенообразователя на капли, размещенными выше уровня расположения тангенциально установленного патрубка.

Задача решается также за счет того, что приспособление для подачи пенообразователя в связующее выполнено в виде решетки, расположенной под патрубком для подачи пенообразователя.

Установка завихрителя внутри патрубка, расположенного по оси камеры, позволяет закрутить струю связующего в сторону, противоположную потоку связующего, подаваемого по патрубку, расположенному тангенциально к камере. При соударении потоки связующего, вращающиеся в разные стороны, резко турбулизируются, что обеспечивает эффективное смешивание связующего и пенообразователя и позволяет получить максимальную краткость пены на выходе из пеногенератора. Причем пена максимальной краткости, как показали испытания опытного устройства, образуется, когда выходное отверстие патрубка, расположенного по оси камеры, находится на уровне расположения патрубка,установленного тангенциально к камере. Это объясняется, повидимому, тем, что при таком варианте взаимного расположения патрубков, струи связующего и момент соударения обладают наибольшей кинетической энергией и происходит максимальная турбулизация потока.

Для исключения возможности вспенивания связующего до поступления в устройство и увеличения кратности пены пенообразователь подают непосредственно в камеру через специальный патрубок.

Установка в верхней части камеры под патрубком для подачи пенообразователя решетки, через которую пенообразователь в виде капель поступает в связующее, предотвращает появление сгустков связующего и облегчает равномерное смешивание связующего и пенообразователя и тем самым увеличивает кратность пены.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен разрез устройства для вспенивания битуминозных связующих.

Устройство представляет собой пустотелую цилиндрическую камеру 1 с основанием 2 и патрубком 3 для вывода пены. Камера 1 имеет два входных патрубка 4 и 5 для подачи в нее связующего. Патрубок 4 для подачи связующего расположен по оси камеры 1 и основания 6, а патрубок 5 расположен тангенциально к камере 1. Внутри патрубка 4 установлен лопастной завихритель 7, придающий струе связующего вращательное движение, направленное в противоположную сторону потоку связующего, подаваемого по патрубку 5. Патрубок 8 для подачи пенообразователя в полость 9 установлен в верхней части камеры 1 над решеткой 10.

Устройство работает следующим образом.

В цилиндрическую камеру 1 через входной патрубок 5 под давлением подается связующее, которое попадая в камеру образует вращающий поток. Через входной патрубок 4 в камеру 1 под давлением также подается связующее, струя которого, проходя завихритель 7, приобретает вращательное движение, направленное в противоположную сторону вращению потока связующего, подаваемого по патрубку 5. При соударении потока связующего, вращающиеся в разные стороны, резко турбулизируются и энергично перемешиваются.

Пенообразователь подается одновременно со связующим в верхнюю часть камеры 1 через патрубок 8 в полость 9 камеры, расположенную над решеткой 10, откуда через отверстия решетки поступает в виде капель в связующее.

Капли пенообразователя, попадая в турбулентный поток связующего, дополнительно дробятся и распределяются в массе связующего. Благодаря равномерному распределению и малой массе капельпенообразователя, они быстро и одновременно (что очень важно) прогреваются в массе связующего и происходит испарение пенообразователя, что в свою очередь приводит к вспениванию связующего.

Далее, вспененное связующее через выходной патрубок 3 выводится из камеры 1.

Использование описанного устройства для вспенивания битуминозных связующих позволяет получить вспененное связующее с кратностью на 35-50% и стабильностью (период полураспада пены) на 15-20% выше, чем в устройстве известной конструкции по прототипу. Это позволяет, в свою очередь, на 10-15% сократить время смешивания вспененного связующего с наполнителем и на 3-5% уменьшить расход связующего при сохранении качества получаемой смеси.

Использование изобретения: для смешивания битуминозного связующего с твердыми наполнителями. Сущность изобретения: устройство для вспенивания содержит пустотелую цилиндрическую камеру, одно из оснований которой имеет патрубок для вывода вспененного связующего. Камера снабжена двумя входными патрубками для подачи связующего, из которых один установлен тангенциально к камере, а второй - по оси камеры. Внутри входного патрубка, расположенного по оси камеры, установлен завихритель, выходное отверстие патрубка, расположенного по оси камеры, находится на уровне расположения входного патрубка, установленного тангенциально к камере. Последняя снабжена дополнительным патрубком для подачи в нее пенообразователя и приспособлением для дробления пенообразователя на капли. Изобретение позволяет повысить краткость получаемой пены за счет улучшения смешивания пенообразователя со связующим. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для вспенивания битуминозного связующего, содержащее пустотелую цилиндрическую камеру, одно из оснований которой имеет патрубок для вывода вспененного связующего, и присоединенные к камере два входных патрубка для подачи связующего, из которых один установлен тангенциально к камере, а второй по оси камеры в другом, верхнем основании, отличающееся тем, что внутри патрубка для подачи связующего, расположенного по оси камеры, установлен завихритель, придающий струе связующего вращательное движение, направленное в противоположную сторону потоку связующего, подаваемого по патрубку, установленному тангенциально к камере, причем нижний конец патрубка, расположенного по оси камеры, находится на уровне расположения патрубка, установленного тангенциально к камере, камера снабжена дополнительным патрубком для подачи в нее пенообразователя и приспособлением для дробления пенообразователя на капли, размещенными выше урвня расположения тангенциально установленного патрубка. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что приспособление для подачи пенообразователя в связующее выполнено в виде решетки, расположенной под патрубком для подачи пенообразователя.