КОМПЛЕКСНАЯ ПЕНОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ Российский патент 1999 года по МПК B28C5/38 

Изобретение относится к области строительства и может быть использована для получения из пенообразующей жидкости пены, необходимой для приготовления пенобетона.

Известны пеногенераторные установки, состоящие из компрессора, производящего сжатый воздух с давлением свыше 0,7 кг/ см², дозатора-ресивера, работающего под давлением воздуха или жидкости свыше 0,7 кг/ см², аэратора для приготовления пены, выполненного, например, в виде гидровоздушного эжектора или водоструйного насоса, емкости для пенообразующей жидкости и емкости для воды, необходимой для промывки системы после ее работы [1, 2, 3, 4, 5, 6].

Кроме того, из рекламных проспектов известны конструкции пеногенераторных установок и способ их работы, которые выпускают зарубежные фирмы: в Швеции - "Сипорекс" и "Дюрекс"; в Гермении - "Итонг", "Грейзел" и "Неопор"; в Голландии - "Калсилокс"; в Дании - "Селкон"; в Японии - "Чори" и т.д.

Недостатком этих установок является то, что в них невозможно получить пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости. Кроме того, известные пеногенераторные установки некомпактны и немобильны.

Известно, что под кратностью подразумевается отношение объема пены к объему жидкости, из которой она получена.

Известны также наиболее близкие по технической сущности и достигаемому эффекту комплексные пеногенераторные установки, состоящие из компрессора, производящего сжатый воздух с давлением свыше 0,7 кг/ см², дозатора-ресивера, работающего под давлением воздуха свыше 0,7 кг/ см², аэратора для приготовления пены, выполненного, например, в виде гидровоздушного эжектора или водоструйного насоса, емкости для пенообразующей жидкости и емкости для воды, необходимой для промывки системы после ее работы [7, 8].

Однако в известных пеногенераторных установках не получают пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости, т.к. для приготовления пены используют принцип эжекции, а не принцип принудительного регулируемого наддува в аэратор.

Известен способ работы комплексной пеногенераторной установки, включающий приготовление пены в аэраторе из пенообразующей жидкости и воздуха [2].

Как известно, воздушно-механическая пена образуется при механическом смешивании воздуха, воды и поверхностно-активного вещества. В обычной воздушно-механической пене содержится около 90% воздуха и 10% воды. За последнее время нашла применение так называемая высокократная воздушно-механическая пена. Она получается с помощью такого же водного раствора пенообразователя, но для ее получения применяют специальные пеногенераторы, обеспечивающие подсасывание значительно большого количества воздуха. В высокократной пене содержится около 99% воздуха, 1% воды и менее и около 0,04% пенообразователя. Но она обладает относительно небольшой стойкостью, т.е. способностью сохраняться во времени, в то время как химические, воздушно-механические пены и их сочетания - наиболее приемлемы для получения пенобетона ввиду их большей стойкости.

Недостатком известного способа является то, что пену производят непрерывно при прерывном способе ее подачи и изготовлении пенобетона. Кроме того, после окончания работы по улучшению промывки системы от остатков пенообразующей жидкости промывочная жидкость не используется в технологическом процессе.

Для устранения отмеченных выше недостатков необходимо получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости, а также порционно при ее максимальном использовании в технологическом процессе.

Поставленная задача решается тем, что в известной комплексной пеногенераторной установке, состоящей из компрессора, производящего сжатый воздух с давлением 0,7 кг/ см², дозатора-ресивера, работающего под давлением воздуха свыше 0,7 кг/ см², аэратора для приготовления пены, выполненного, например, в виде гидровоздушного эжектора или водоструйного насоса, емкости для пенообразующей жидкости и емкости для воды, необходимой для промывки системы после ее работы, в одном общем корпусе установки с возможностью его перемещения установлены компрессор, дозатор-ресивер и емкости для пенообразующей жидкости и воды, причем к дозатору-ресиверу подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопровода от емкости с пенообразующей жидкостью и водой, а к аэратору подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопровод с пенообразующей жидкостью под давлением воздуха от дозатора-ресивера, а на этих трубопроводах установлены задвижки, регулирующие давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор.

Другое отличие состоит в том, что дозатор-ресивер выполнен в виде сосуда с емкостью свыше 25 литров и состоит из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, без коллекторов, а также с коллекторами, выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, или дозатор-ресивер выполнен в виде одного сосуда емкостью не свыше 25 литров.

Предпочтительно емкость с пенообразующей жидкостью расположить выше уровня дозатора-ресивера, а емкость для воды расположить над емкостью пенообразователя с возможностью поступления пенообразующей жидкости и воды по трубопроводам в дозатор-ресивер самотеком, причем аэратор расположен ниже уровня дозатора-ресивера.

Кроме того, установка имеет два изолированных друг от друга отделения, в одном из которых размещен компрессор с электродвигателем, а другом отделении размещены дозатор-ресивер, аэратор и приборы контроля за работой установки, причем корпус отделения установки, где расположен компрессор, и корпус отделения установки, где расположен дозатор-ресивер с аэратором и приборами контроля, имеют двухстворчатые дверцы с возможностью их закрытия на замок и с возможностью их открытия для беспрепятственного производства эксплуатации, монтажа и демонтажа оборудования в этих отделениях комплексной пеногенераторной установки.

Поставленная задача решается также и тем, что в известном способе работы комплексной пеногенераторной установки, включающем приготовление пены и подачу ее в аэратор, пену в пеногенераторной установке производят порционно, дискретно, для чего пенообразующую жидкость из емкости для ее хранения самотеком подают в дозатор-ресивер и после заполнения дозатора-ресивера пенообразующей жидкостью задвижку на трубопроводе от емкости с пенообразователем закрывают, а в дозатор-ресивер подают сжатый воздух от компрессора, затем пенообразующую жидкость под давлением воздуха из дозатора-ресивера подают в аэратор и одновременно к аэратору подают сжатый воздух от компрессора и при этом задвижки регулируют давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор, а саму пену расходуют по назначению, причем после расходования пенообразующей жидкости из дозатора-ресивера его вновь заполняют пенообразующей жидкостью и цикл порционного, дискретного приготовления пены в установке повторяют.

Другое отличие состоит в том, что после окончания работы для улучшения промывки системы пеногенераторной установки водой от остатков пенообразующей жидкости воду в пеногенераторную установку подают сжатый воздух от компрессора, для чего сначала в дозатор-ресивер самотеком подают воду из емкостей для ее хранения, а после заполнения дозатора-ресивера водой задвижку на трубопроводе с водой закрывают, а в дозатор-ресивер подают сжатый воздух от компрессора и водой под давлением воздуха промывают дозатор-ресивер, аэратор и трубопроводы установки.

Предпочтительно в качестве пенообразующей жидкости использовать раствор сульфонат порошка в воде из расчета 15 кг сульфонат порошка на 200 литров воды, что достаточно для приготовления примерно 5 м³ пенобетона.

Отличие предложенного устройства и способа его работы от известных состоит в том, что в одном общем корпусе установки с возможностью его перемещения установлены компрессор, дозатор-ресивер, аэратор и емкости для пенообразующей жидкости и воды, причем к дозатору-ресиверу подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопроводы от емкостей с пенообразующей жидкостью и водой, а к аэратору подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопровод с пенообразующей жидкостью под давлением воздуха от дозатора ресивера, а на этих трубопроводах установлены задвижки, регулирующие давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор, такая принципиальная схема позволяет получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости, т.к. в аэраторе используется принцип не эжекции, а принцип регулируемого наддува воздуха, совмещенного с регулируемой подачей к нему пенообразующей жидкости под регулируемым давлением того же воздуха. Кроме того, емкость с пенообразующей жидкостью расположена выше уровня дозатора-ресивера, а емкость для воды расположена над емкостью пенообразователя с возможностью поступления пенообразующей жидкости и воды по трубопроводам в дозатор-ресивер самотеком, причем аэратор расположен ниже уровня дозатора ресивера.

Другое отличие состоит в том, что установка имеет два изолированных друг от друга отделения, в одном из которых размещен компрессор с электродвигателем, а в другом отделении размещены дозатор-ресивер, аэратор и приборы контроля за работой установки: распределительный щит управления компрессором, автоматическое редуцирующее устройство, манометр, предохранительный клапан и регулирующая запорная арматура на трубопроводах, причем корпус отделения установки, где расположен компрессор, и корпус отделения установки, где расположен дозатор-ресивер с аэратором и приборами контроля, имеют двухстворчатые дверцы с возможностью их закрытия на замок и возможностью их открытия для беспрепятственного производства эксплуатации, монтажа и демонтажа оборудования в этих отделениях комплексной пеногенераторной установки.

Предлагаемое изобретение схематически поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 в схематическом виде представлена принципиальная схема комплексной пеногенераторной установки, где дозатор-ресивер выполнен в виде кольцеообразного сосуда диаметром не более 150 мм.

На фиг. 2 в схематическом виде представлена принципиальная схема комплексной пеногенераторной установки, где дозатор-ресивер выполнен в виде гребенки емкостью свыше 25 литров и состоит из коллектора, труб с внутренним диаметром не более 150 мм.

На фиг. 3, 4 и 5 в схематическом виде представлены три варианта конструкций дозатора-ресивера емкостью свыше 25 литров.

На фиг. 6 в схематическом виде представлена комплексная пеногенераторная установка в разрезе по сечению В-В (см. фиг. 7).

На фиг. 7 в схематическом виде представлена комплексная пеногенераторная установка с разрезом ее по сечению А-А (см. фиг. 6).

На фиг. 8. в схематическом виде представлена комплексная пеногенераторная установка с разрезом ее по сечению В-В (см. фиг. 7).

На фиг. 9. в схематическом виде в аксонометрической проекции представлены общий наружный вид комплексной пеногенераторной установки.

Комплексная пеногенераторная установка состоит из корпуса 1 с двумя изолированными друг от друга отделениями 2 и 3, в одном из которых (отделении 2) размещен компрессор 4 с электродвигателем 5, а другом отделении 3 размещены дозатор-ресивер 6, аэратор 7 и приборы контроля за работой установки: распределительный щит 8 управления компрессором 4, автоматическое редуцирующее устройство 9 (понижает давление сжатого воздуха до рабочего - 5 кг/см²), манометр 10, предохранительный клапан 11 и регулирующая запорная арматура 12 на трубопроводах, причем в отделениях 2 и 3 имеются двухстворчатые дверцы 13.

Над отделениями 2 и 3 расположена емкость 14 для пенообразующей жидкости, а над ней емкость 15 с водой для промывки системы.

Особенность выполнения предлагаемой комплексной пеногенераторной установки состоит в том, что в общем корпусе 1 установки с возможностью его перемещения установлены: компрессор 4, дозатор-ресивер 6, аэратор 7 и емкости 14 и 15 для пенообразующей жидкости и воды, причем к дозатору-ресиверу 6 подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора 4 и трубопроводы от емкостей 14 и 15 с пенообразующей жидкостью и водой, а к аэратору 7 подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора 4 и трубопровод с пенообразующей жидкостью под давлением воздуха от дозатора-ресивера 6, а на этих трубопроводах установлены задвижки 12, регулирующее давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор 7. Такая принципиальная схема позволяет получать пену в широком диапазоне ее кратности и стойкости, т. к. в аэраторе 7 используется принцип не эжекции, а принцип регулируемого наддува воздуха, совмещенного с регулируемой подачей к нему пенообразующей жидкости под регулируемым давлением того же воздуха.

Установка 1 имеет два изолированных друг от друга отделения 2 и 3, в одном из которых размещен компрессор 4 с электродвигателем 5, а в другом отделении размещены дозатор-ресивер 6, аэратор 7 и приборы контроля за работой установки: распределительный щит 8 управления компрессором, автоматическое редуцирующее устройство 9, манометр 10, предохранительный клапан 11 и регулирующая запорная арматура 12 на трубопроводах, причем корпус отделения 2 установки, где расположен компрессор 4, и корпус отделения 3 установки, где расположен дозатор-ресивер 6 с аэратором 7 и приборами контроля, - имеют двухстворчатые дверцы 13 с возможностью их закрытия на замок и с возможностью их открытия для беспрепятственного производства эксплуатации, монтажа и демонтажа оборудования в этих отделениях комплексной пеногенераторной установки.

Для образования пены используют раствор сульфонат порошка в воде из расчета 15 кг сульфонат порошка на 200 литров воды, что достаточно для приготовления примерно 15 м³ пенобетона.

Способ работы устройства заключается в следующем. Пенообразующую жидкость из емкости 14 для ее хранения самотеком подают в дозатор-ресивер 6 и после заполнения дозатора-ресивера 6 пенообразующей жидкостью задвижку 12 на трубопроводе от емкости 14 с пенообразователем закрывают, а в дозатор-ресивер подают сжатый воздух от компрессора 4, затем пенообразующую жидкость под давлением воздуха из дозатора-ресивера 6 подают в аэратор 7 и одновременно к аэратору 7 подают сжатый воздух от компрессора 4 и при этом задвижками 12 регулируют давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор 7, а саму пену расходуют по назначению, причем после расходования пенообразующей жидкости из дозатора-ресивера 6 его вновь заполняют пенообразующей жидкостью и цикл порционного приготовления пены в установке повторяют. При этом после окончания работы для улучшения промывки системы пеногенераторной установки водой от остановки пенообразующей жидкости - воду в пеногенераторную установку подают под давлением сжатого воздуха от компрессора 4, для чего сначала в дозатор-ресивер 6 самотеком подают воду из емкости 15 для ее хранения, а после заполнения дозатора-ресивера 6 водой задвижку 12 на трубопроводе с водой закрывают, а в дозатор-ресивер 6 подают сжатый воздух от компрессора 4 и водой под давлением воздуха промывают дозатор-ресивер 6, аэратор 7, трубопроводы установки и запорно-регулирующую арматуру 12.

Применение предлагаемого устройства и способа его работы позволит по сравнению с прототипом повысить компактность установки, ее мобильность и возможность получения пены в широком диапазоне ее кратности и стойкости, т.к. для приготовления пены в заявленном объекте был использован не принцип эжекции, а принцип принудительного наддува воздуха в аэратор. Кроме того, существенным техническим эффектом является комплексность устройства, где в одном корпусе кроме компрессора, дозатора-ресивера, аэратора размещены еще емкость с пенообразующей жидкостью и емкость с водой для промывки системы, чего нет ни в одном из известных аналогов и прототипов.

Перечень литературы, использованной при составлении описания
1. Мобильный комплекс приготовления и подачи ячеистого бетона типа МКП5-6/18.00.ООРЭ Краснодарский научно-производственной фирмы "Газблок".

2. Пеногенераторная установка (рекламный проспект) АО "Новостром" (121908, г. Москва, Новый Арбат, 11).

3. Пеногенераторная установка экспериментальной научно-производственной фирмы "Рубин" (газета "Строительный комплекс" N 12 (78), 1997 г. с. 4).

4. Пеногенераторная установка (рекламный проспект) АО ВНИИСтром им. Будникова (140080, Московская обл., пос. Красково, ул. К.Маркса, 117).

Изобретение относится преимущественно к области строительства и может быть использовано для получения из пенообразующей жидкости пены в широком спектре ее кратности и стойкости для приготовления пенобетона. Для повышения компактности установка состоит из корпуса с возможностью его перемещения, в котором размещены в двух его отделениях компрессор, производящий сжатый воздух с давлением свыше 0,7 кг/см², и дозатор-ресивер с аэратором, работающие под давлением воздуха свыше 0,7 кг/см², над ними в одном корпусе устройства установлены емкость для пенообразующей жидкости и емкость для воды, которая необходима для промывки системы после ее работы. Для получения пены в широком диапазоне ее кратности и стойкости к аэратору подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопровод с пенообразующей жидкостью под давлением воздуха от дозатора-ресивера, а на этих трубопроводах установлены задвижки, регулирующие давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их подаче к аэратору. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Комплексная пеногенераторная установка, состоящая из компрессора, производящего сжатый воздух с давлением свыше 0,7 кг/см², дозатора-ресивера, работающего под давлением воздуха свыше 0,7 кг/см², аэратора для приготовления пены, выполненного, например, в виде гидровоздушного эжектора или водоструйного насоса, емкости для пенообразующей жидкости и емкости для воды, необходимой для промывки системы после ее работы, отличающаяся тем, что в одном общем корпусе установки с возможностью его перемещения установлены компрессор, дозатор-ресивер и емкости для пенообразующей жидкости и воды, причем к дозатору-ресиверу подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопроводы от емкости с пенообразующей жидкостью и водой, а к аэратору подведены трубопровод сжатого воздуха от компрессора и трубопровод с пенообразующей жидкостью под давлением воздуха от дозатора-ресивера, а на этих трубопроводах установлены задвижки, регулирующие давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор. 2. Комплексная пеногенераторная установка по п. 1, отличающаяся тем, что дозатор-ресивер выполнен в виде сосуда с емкостью свыше 25 л и состоит из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, без коллекторов, а также с коллекторами, выполненными из труб с внутренним диаметром не более 150 мм, или дозатор-ресивер выполнен в виде одного сосуда емкостью не свыше 25 литров. 3. Комплексная пеногенераторная установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что емкость с пенообразующей жидкостью расположена выше уровня дозатора-ресивера, а емкость для воды расположена над емкостью пенообразователя с возможностью поступления пенообразующей жидкости и воды по трубопроводам в дозатор-ресивер самотеком, причем аэратор расположен ниже уровня дозатора-ресивера. 4. Комплексная пеногенераторная установка по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что установка имеет два изолированных друг от друга отделения, в одном из которых размещен компрессор с электродвигателем, а в другом отделении размещены дозатор-ресивер, аэратор и приборы контроля за работой установки, причем корпус отделения установки, где расположен компрессор, и корпус отделения установки, где расположен дозатор-ресивер с аэратором и приборами контроля, имеют двухстворчатые дверцы с возможностью их закрытия на замок и с возможностью их открытия для беспрепятственного производства эксплуатации, монтажа и демонтажа оборудования в этих отделениях комплексной пеногенераторной установки. 5. Способ работы комплексной пеногенераторной установки по п. 1, включающий приготовление пены и подачу ее в аэратор, отличающийся тем, что пену в пеногенераторной установке производят порционно, для чего пенообразующую жидкость из емкости для ее хранения самотеком подают в дозатор-ресивер и после заполнения дозатора-ресивера пенообразующей жидкостью, задвижку на трубопроводе от емкости с пенообразователем закрывают, а в дозатор-ресивер подают сжатый воздух от компрессора, затем пенообразующую жидкость под давлением воздуха из дозатора-ресивера подают в аэратор и одновременно к аэратору подают сжатый воздух от компрессора и при этом задвижки регулируют давление воздуха и давление пенообразующей жидкости при их поступлении в аэратор, а саму пену расходуют по назначению, причем после расходования пенообразующей жидкости из дозатора-ресивера его вновь заполняют пенообразующей жидкостью и цикл порционного приготовления пены в установке повторяют. 6. Способ работы комплексной пеногенераторной установки по п. 5, отличающийся тем, что после окончания работы для улучшения промывки системы пеногенераторной установки водой от остатков пенообразующей жидкости воду в пеногенераторную установку подают под давлением сжатого воздуха от компрессора, для чего сначала в дозатор-ресивер самотеком подают воду из емкостей для ее хранения, а после заполнения дозатора-ресивера водой задвижку на трубопроводе с водой закрывают, а в дозатор-ресивер подают сжатый воздух от компрессора и водой под давлением воздуха промывают дозатор-ресивер, аэратор и трубопроводы установки. 7. Способ работы комплексной пеногенераторной установки по п. 5 или 6, отличающийся тем, что в качестве пенообразующей жидкости используют раствор сульфонат порошка в воде из расчета 15 кг сульфонат порошка на 200 л воды.