Пеногенератор Советский патент 1988 года по МПК B29C67/20 

Изобретение относится к устройствам для получения полимерных пен, вспениваемых воздухом, а также водно воздушной пены и может быть исполь- зовано в горной промьшшенности при воздухоизоляции горных выработок, борьбе с пылью и газами и строительстве при производстве пенных тепло- .изоляционных материалов.

Целью изобретения является создание пеногенератора, обеспечивающего повышение дисперсности пены, и улучшение тем самым физико-механических характеристик пенопласта с возможное тью его использования в компактных установках, получающих пену на месте применения, в том числе в подземных условиях органиченного пространства.

На чертеже изображен пеногенератор, разрез.

Пеногенератор состоит из корпуса, разделенного на две секции 1 и 2 перегородкой 3, во второй секции корпу са 2 имеется выход 4 для пены, к нижней части секции 1 корпуса присоединено днище 5 с вводом 6 для пенооб- разующего раствора и кольцевой полостью 7. К днищу 5 аксиально присоеди- нен с возможностью перемещения газоструйньй стержневой излучатель 8, положение Крторого в днище 5 фиксируется контргайкой 9. Газоструйньй излучатель 8 состоит из сопла 10 и стержня 11с цилиндрическим основанием, с помощью которого он присоединяется к соплу 10. В цилиндрическом основании стержня 11 имеются отверстия 12 для подачи сжатого возду- ха. На верхнем конце стержня 11 укреплен цилиндрический резонатор 13 с возможностью перемещения для настройки излучателя 8. Резонатор 13 фиксируется .контргайкой 14. К дни- щу 5 плотно примыкает параболоидаль- ный рефлектор 15, имеющий наклонные .отверстия 16 для направления пенооб- разующего раствора из кольцевой полости 7 в зону активных колебаний газоструйного излучателя 8. Верхняя часть рефлектора 15 служит упором дл пористой эластичной перегородки 17, которая удерживается от смещения вверх жесткой перфорированной пере- городкой (или сеткой) 18. Выход пены из. секции 1 корпуса в секцию 2, образующую камеру созревания, выполнен в виде гидродинамического низкочастотного многостержневого излучателя 19, состоящего из сопла 20, закрепленного в перегородке 3, многостержневого цилиндрического резонатора 21 закрепленного на сопле 20, сферического отра жателя 22, закрепленного в верхней части резонатора 21 с возможностью перемещения для настройки излучателя 19. Положение отражателя 22 фиксируется контргайкой 23. Стержни резонатора 21 в средней части против выхода струи газожидкостной смеси из гидродинамического излучателя 19 имеют заточенную часть в виде приливов 24. Для предотвращения утечек и создания герметичности в стыкующихся частях пеногенератора установлены прокладки 25. К выходу 4 присоединяется гибкий рукав (пенопровод) 26 для подачи пены к месту потребления или в камеру отверждения.

Пеногенератор работает следующим образом.

Сжатый воздух под давлением 0,6- 0,7 мПа поступает к отверстиям 12 стержня 11 и через них во внутреннюю полость сопла 10. В сопле воздух получает ускорение и через щель между концом сопла 10 и стержня 11 поступает в полость цилиндрического резонатора 13, отраженная струя воздуха, вытекающая из резонатора, образует скачок уплотнения при встрече со струей воздуха, выходящей из сопла 10, который, осциллируя, образует звук. Наличие вблизи струи стержня приводит к изменению косых скачков уплотнения и разряжения в рабочей ячейке излучателя 8, увеличивая его КПД и частоту генерации звука при неизменном расходе воздуха. Пенообразующий раствор через ввод 6, кольцевую полость 7 и отверстия 16 подается в зо ну активных звуковых колебаний излучателя 8. Параметры излучателя .и рабочий перепад давления выбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальную частоту Колебаний при заданном расходе воздуха (для получения требуемой кратности вспенивания) и осуществить необходимый гидродинамический режим в секции 2 корпуса. Газоструйный излучатель 8 работает в ультразвуковом диапазоне звуковых волн. Газожидкостная смесь между поверхностями пористой перегородки 17 и рефлектора 15 находится в зоне постоянных высокочастотных колебаний.

Пульсирующая газожидкостная смесь поступает в пористую перегородку, где в каналах пор происходит генерация пены. При расположении рабочей ячей- ки газоструйного излучателя 8 в фокусе рефлектора 15 параболоидальная поверхность рефлектора отражает не поглощенные газожидкостной средой волны и .направляет поток отраженной звуковой энергии в сторону поверхности пористой перегородки 15, усиливая тем самым ее пульсащш. Перемещая излучатель 8 вдоль оси рефлектора и размещая его рабочую ячейку ниже фокуса рефлектора, можно получить сходящийся отраженный поток звуковой энергии, направленный в центральную часть перегородки для увеличения ее пульсации, Газожидкостная смесь в каналах пористой перегородки принимает удлиненную, приближенно цилиндрическую, форму, устойчивость которой, как известно, определяется отношением длины цилиндра 1 к диамет- ру d. При вытянутые пузырьки воздуха теряют устойчивость. Высокочастотные пульсации газожидкостной смеси и пористой перегородки способствует этому распаду и более тонкой диспергации, чем при обычном продав- ливанйи через пористую перегородку. Полученная таким образом пена поступает через сопло 19, вьшолненное в виде конической насадки с кругльм вы- ходным отверстием, в верхнюю секцию 2 корпуса пеногенератора, являющуюся камерой созревания пены. Сопло 20 и отражатель 22 образуют кольцевую щель через, которую струя пены в виде зонта попадает на заточенные выступы 24 многостержневого цилиндрического резонатора и вызьшает резонансные колебания стержней. Так как в камере созревания вязкость пены заметно возрас- тает, скорость струи на выходе из щели, материал и размеры стержней выбираются с таким расчетом, чтобы получить низкую резонансную частоту. При этом скорость выхода струи из щели определяется рабочим перепадом давления между секциями 1 и 2 корпуса пеногенератора и размером щели, регулируемым с помощью отражателя 22 Наличие низкочастотных колебаний в секции 2 корпуса завершает формирование тонкоячеистой структуры пены. Образовавшаяся пена выходит через выход 4 и гибкий шланг 26,

Формула изобретения

1,Пеногенератор, содержащий корпус с расположенной в нем с возможностью пульсирования пористой эластичной перегородкой, снабженный, вводами для сжатого воздуха и пенообра- зующего раствора и выходом для пены, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества конечного продукта путем повьшгения дисперсности пены, ввод воздуха выполнен в виде газоструйного ультразвукового излучателя, расположенного аксиально

в днище корпуса пеногенератора, имеющего форму параболоидального рефлектора, а ввод для пенообразующего раствора - в виде кольцевой полости с наклонными отверстиями для направ-- ления раствора в зону активных колебаний излучателя, при этом верхняя часть корпуса пеногенератора разделена на две секции, причем выход из первой секции снабжен низкочастотным многостержневым гидродинамическим излучателем, концентрически установленным во второй секции, образующей камеру созревания,

2,Пеногенератор по п,1, отличающийся тем, что рабочая ячейка стержневого газоструйного излучателя расположена в фокусе рефлектора и имеет возможность перемещения вдоль оси рефлектора.

Изобретение относится к устройствам для получения полимерных пен. а может быть использовано в горной промышленности и строительстве. Цель - создание пеногенератора, обеспечивающего повьшение дисперсности пены и улучшение в конечном итоге свойств пенопласта. Для этого ввод выполнен в виде газоструйного ультразвукового излучателя 8, который установлен в днище 5 корпуса 2, ввод для пенооб- разующего раствора 6 - в виде кольцевой полости 7 в днище. Верхняя часть корпуса разделена на две секции, причем выход из первой секции снабжен низкочастотным многостержневым гидродинамическим излучателем 19, концентрически установленным во вто- рой секции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 3 со 00 оь 00 00