ПЕНОГЕНЕРАТОР Российский патент 1998 года по МПК B28C5/38 

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к устройствам для приготовления пены в производстве пенобетонов.

Известно устройство для приготовления технической пены, содержащее емкость с разбрызгивающим приспособлением и перемешивающим механизмом в виде шнека, создающего скоростной поток пенообразователя, в результате чего образованное разрежение обеспечивает подсос воздуха и турбулентное перемешивание мелких пузырьков с образованием мелкоячеистой структуры [1]
Недостатком этого устройства является то, что шнек, вращающийся в среде пенообразователя, не может создать высокого разрежения для подсоса воздуха, что приводит к низкому качеству пены и низкой производительности.

Известно устройство для приготовления технической пены, содержащее емкость с загрузочным и выгрузочным отверстиями, устройством для подвода воздуха и распыления пенообразующей жидкости и лопастной вал с нагнетательным винтовым механизмом [2]
Подсос воздуха, образование и дробление ячеек пены на мелкие пузырьки осуществляется посредством нагнетающего винта и лопастного вала.

Образование пены требуемой дисперсности производится за счет рециркуляции в аппарате периодического действия, что приводит к увеличению габаритов (энерго- и металлоемкости) и низкой производительности. Интенсификация процесса возможна, по-видимому, лишь при использовании сжатого воздуха. Кроме того, данное устройство не позволяет транспортировать приготовленную пену по трубопроводу к месту ее использования.

Задача изобретения заключается в расширении области применения устройства, а именно в возможности изготовления непрерывным способом с высокой производительностью технической пены требуемой дисперсности и кратности при регулировании потоков пенообразователя и воздуха, а также ее напорного транспортирования.

Это достигается тем, что в устройстве для приготовления технической пены, содержащем емкость с загрузочным и выгрузочным отверстиями, узел для подвода воздуха и распыления пенообразующей жидкости и лопастной вал с нагнетательным винтовым механизмом, последний выполнен в виде однозаходного эксцентрикового ротора, планетарно вращающегося с образованием замкнутых полостей в двухзаходном статоре, установленном в загрузочном отверстии емкости. Узел подвода воздуха и распыления жидкости представляет собой регулируемую пневмогидравлическую форсунку с размещенной в кольцевой щели иглой для подвода воздуха, внутренняя полость которой сообщена с загрузочным отверстием и в ней установлена с возможностью осевого перемещения игла регулировки количества подаваемого раствора пенообразователя. Всасывающая полость статора может быть сообщена с мановакууметром, а форсунка может быть соединена с дополнительным нагнетательным винтовым механизмом, смонтированным с пеногенератором в один агрегат с общим электродвигателем.

На фиг. 1 изображен предлагаемый пеногенератор; на фиг. 2 узел регулируемой форсунки; на фиг. 3 агрегат пеногенератора с дополнительным нагнетательным винтовым механизмом.

Пеногенератор содержит корпус-емкость 1 с отверстием А для выгрузки готовой пены, в загрузочном отверстии Б емкости установлен эластичный статор 2 с внутренней двухзаходной винтовой поверхностью, и ротор 3, образующие между собой замкнутые полости В, перемещающиеся при вращении ротора из области всасывания Г к области нагнетания (Б), создавая высокие значения вакуума на входе и напора на выходе. Внутри емкости 1 помещен лопастной вал 4, шарнирно соединенный с валом подшипникового узла 5 и ротором 3. Во всасывающей полости Г статора 2 смонтирована пневмогидравлическая форсунка 6 с размещенной в кольцевой щели Д иглой 12 для регулировки расхода воздуха, внутренняя полость Е которой сообщена с трубопроводом 9 загрузки пенообразователя из емкости 10. В полости Е установлена с возможностью осевого перемещения игла 13 регулировки количества подаваемой жидкости, а всасывающая полость Г статора 2 может сообщена с мановакууметром 7. Форсунка 6 может быть соединена с дополнительным нагнетательным винтовым механизмом 14, смонтированным с пеногенератором в один агрегат с общим электродвигателем 8.

Пеногенератор работает следующим образом.

При вращении электродвигателем 8 ротора 3 воздух через образованную иглой 12 кольцевую щель Д, через кольцевую щель Ж иглы 13, размещенной с возможностью осевого перемещения во внутренней полости Е иглы 12, поступает пенообразователь. Смесь воздуха и раствора пенообразователя в факеле форсунки превращается в тонкодиспергированную пену, которая, заполняя полости В статора 2, поступает в емкость 1, где дополнительно дорабатывается перфорированными лопастями вала 4 и транспортируется под напором по трубопроводу 11, подсоединенному к выходному отверстию А пеногенератора.

Длительная надежная работа требует постоянной смазки поверхностей трения ротора 3 и статора 2. Экспериментально подтверждена надежная работа при подаче 5 жидкости (раствора пенообразователя) к объему перекачиваемого насосом воздуха.

Таким образом, достигнута возможность устойчивого получения пены с максимально необходимой кратностью 20 (отношение объема пены к объему раствора, пошедшего на ее образование). Более влажная пена, содержащая до 30 жидкости и используемая при изготовлении пенобетонов "сухой минерализации" (кратность пены 3-6), легко получается увеличением подачи жидкости или уменьшением количества засасываемого воздуха, что контролируется с помощью мановакууметра 7.

Применение дополнительного нагнетательного механизма 14 для подачи раствора пенообразователя под давлением позволяет улучшить возможности регулирования для достижения требуемых характеристик пены по дисперсности и кратности, а также дополнительно повысить производительность пеногенератора.

Преимуществом предлагаемого устройства является повышение качества приготовления технической пены за счет конструктивных особенностей нагнетательного винтового механизма подачи раствора пенообразователя и воздуха, выполненного в виде однозаходного эксцентрикового ротора, планетарно вращающегося с образованием замкнутых полостей в двухзаходном статоре, установленном в загрузочном отверстии емкости, а устройство подвода воздуха и распыления жидкости в виде пневмогидравлической форсунки. Что позволяет обеспечить приготовление пены в широком диапазоне кратности, ее напорное транспортирование, а также ведение как непрерывного, так и дискретного технологического процесса производства пенобетонов.

Перечисленные преимущества предлагаемого устройства позволяют расширить возможности его использования.

Использование: устройства для приготовления пены. Сущность: устройство содержит емкость с загрузочным и выгрузочным отверстиями, устройством для подвода воздуха и распыления пенообразующей жидкости, лопастной вал с нагнетательным винтовым механизмом. Нагнетательный винтовой механизм выполнен в виде однозаходного эксцентрикового ротора, планетарно вращающегося с образованием замкнутых полостей в двухзаходном статоре. Статор установлен в загрузочном отверстии емкости. Устройство для подвода воздуха и распыления жидкости выполнено в виде пневмогидравлической форсунки с размещенной в кольцевой щели иглой для регулирования расхода воздуха, внутренняя полость которой сообщена с загрузочным отверстием и в ней установлена с возможностью осевого перемещения игла регулировки количества подаваемого раствора пенообразователя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пеногенератор, содержащий емкость с загрузочным и выгрузочным отверстиями, устройством для подвода воздуха и распыления пенообразующей жидкости, лопастной вал с нагнетательным винтовым механизмом, отличающийся тем, что нагнетательный винтовой механизм выполнен в виде однозаходного эксцентрикового ротора, планетарно вращающегося с образованием замкнутых полостей в двухзаходном статоре, установленном в загрузочном отверстии емкости, а устройство подвода воздуха и распыления жидкости в виде пневмогидравлической форсунки с размещенной в кольцевой щели иглой для регулирования расхода воздуха, внутренняя полость которой сообщена с загрузочным отверстием и в ней установлена с возможностью осевого перемещения игла регулировки количества подаваемого раствора пенообразователя. 2. Пеногенератор по п.1, отличающийся тем, что всасывающая полость статора сообщена с мановакуумметром. 3. Пеногенератор по п.1, отличающийся тем, что его форсунка соединена с дополнительным нагнетательным винтовым механизмом, смонтированным с пеногенератором в один агрегат с общим электродвигателем.