Устройство для получения вспененного материала Советский патент 1992 года по МПК B29C67/20 B29K105/04 

СП

С

Использование: изготовление мелкодисперсного вспененного материала. Сущность изобретения: устройство для получения вспененного материала включает последовательно соединенные колонку для вспенивания, механический смеситель с перемешивающим органом в виде вала со шнеком на 2/3 его начальной длины с шагом 0,25-0,3 его диаметра и лопастями на конце. Корпус смесителя имеет патрубки для ввода твердого мелкодисперсного наполнителя и соединения с атмосферой, ввода пены и от- верждающего агента, расположенные соответственно против первого витка шнека, между вторым и третьим витками этого шнека и на 1/2 длины вала с лопастями. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для изготовления мелкодисперсного вспененного материала.

Известно устройство, предназначенное для производства изделий из пенопласта путем заливки вспененной массы в формы на непрерывно движущейся ленте, состоящее из резервуара с лопастной мешалкой, внутри верхней части которого укреплена тарелка для образования пены из раствора пенообразователя и сжатого воздуха, смешивающейся в нижней части резервуара со смолой с помощью лопастной мешалки. В устройстве, таким образом, реализована идея двустадийного получения пены, т.е. вспенивание на тарелке и кондиционирование в лопастной мешалке, что делает установку более производительной.

Однако в данный аппарат затруднен ввод твердого наполнителя. Кроме того, воздух, включенный в пену на первой стадии, неизбежно частично высвобождается во второй, так как повышение дисперсности за счет сбивания в мешалке всегда сопровождается снижением кратности пены. Этот частично высвобождающийся воздух при вУливании в формы образует каверны в пенопласте, что способствует усадке пены при высыхании и обусловливает неоднородность структуры.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для получения вспененного материала, включающее последовательно соединенные колонку для вспенивания, заполненную шарами, механический смеситель в виде цилиндрического корпуса с расположенным

4

4 Ю О

ю

СО

по его центру валом с лопастями и снабженный патрубками для ввода пены и отверж- дающего агента.

В этом аппарате идея двустадийного образования пены реализована наиболее полно. Причем на первой стадии (в колонке) использован пеногенератор, представляющий резервуар, заполненный шарами, который является наиболее эффективным из известных пеногенерирующих аппаратов струйного типа и обеспечивает образование тонкодисперсной пены. Ее последующее всбизание в мешалке придает изделиям повышенную стабильность-.

Тем не менее, указанные недостатки, связанные с трудностью дозировки твердого наполнителя, неоднородностью структуры и усадкой, в этом устройстве не устраняются, что не позволяет использовать его для производства композиционного материала, в частности, пенопласта с твердым наполнителем.

Цель изобретения - повышение качества материала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения вспененного материала, включающем последовательно соединенные колонку для вспенивания, заполненную шарами, механический смеситель в виде цилиндрического корпуса с расположенными по его центру валом с лопастями и снабженный патрубками для ввода пены и отверждающего агента, вал смесителя на 2/3 начальной длины выполнен в виде шнека с шагом, равным 0,25-0,3 его диаметра, и соотношениями диаметра корпуса смесителя и вала, равным (1,6- 1,7):1, и длины корпуса смесителя к его диаметру, равным (3,5-4,0):1, а патрубки ввода пены и отверждающего агента расположены соответственно между вторым и третьим витками шнека и на 1/2 длины вала с полостями.

Кроме того, смеситель снабжен патрубком для ввода твердого наполнителя и соединения с атмосферой, расположенным против первого витка шнека.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из вспенивающей колонки 1, механического смесителя 2, который выполнен в виде цилиндра с расположенным по его центру валом 3, на котором находятся перфорированный шнек4 и лопасти 5. Вспенивающая колонка 1 снабжена патрубками 6 и 7 для ввода раствора пено- образующей композиции и сжатого воздуха соответственно. Механический смеситель 2 имеет на своей поверхности патрубок 8 для

ввода пены, сочлененный посредством гибкого шланга 9 с патрубком 10 на вспенивающей колонке 1. Патрубки 11 и 12 расположены также на механическом смесителе 2 и служат для контакта с атмосферой и дозированной подачи твердого мелкодисперсного наполнителя и отвердителя композиции соответственно. Механический смеситель 2 оканчивается диффузором 13,

0 обеспечивающим компактность и плотность, выходящего из механического смесителя 2 сформованного пенопласта. Вспенивающая колонка 1 заполнена шарами. Перфорированный шнек 4 имеет длину, равную 2/3

5 длины вала 3, шаг шнека 4 равен 0,25-0,3 его диаметра. Перфорация шнека 4 представляет собой несколько рядов сквозных отверстий, расположенных на радиальных по поверхности, образующей шнек. Патру0 бок 11 для контакта с атмосферой и ввода твердого мелкодисперсного наполнителя расположен на механическом смесителе 2 в области первого витка шнека 4. Патрубок 8 механического смесителя 2, предназначен5 ный для ввода пены, расположен между вторым и третьим витками шнека. Патрубок 12 механического смесителя 2 для ввода отвердителя расположен на 1/2 длины той части вала 3, где расположены лопасти 5. Отноше0 ние диаметра механического смесителя 2 и 3 и вала 3 составляет (1,6-1,7):1. а длина механического смесителя 2 и к его диаметру (3,5-4,0): 1.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Через патрубок 6 в вспенивающую колонку 1 нагнетают дозированно раствор пе- нообразующей композиции, а через патрубок 7 осуществляют подачу сжатого

0 воздуха в количестве, отвечающем требуемой кратности пены. Образующийся в нижней части вспенивающей колонки 1, которая заполнена шарами, газожидкостный поток разветвляется на микропотоки, дробится,

5 преобразуется в пену и на выходе из вспенивающей колонки 1 под давлением через патрубок 10 и гибкий шланг 9 попадает в механический смеситель 2 через патрубок 8, где приводится в контакт с атмосферой че0 рез патрубок 11, подхватывается перфорированным шнеком 4 и при поступательно-вращательном движении смешивается с мелкодисперсным наполнителем, который дозированно вводится так5 же через патрубок 11, расположенный на механическом смесителе 2 в области первого витка шнека 4.

В процессе перемещения смоляной пены шнеком обеспечивается равномерное распределение мелкодисперсного наполнителя в пленках уже сформированной пенной структуры, который дозированно поступает в полость, образованную между стенкой механического смесителя 2 и вторым и третьим витками шнека 4. Отвердитель в виде водного раствора кислоты нагнетают в композиционную смесь через патрубок 12, перемешивают лопастями, а готовый материал выдавливается через диффузор 13 в формы и направляется на сушку.

Порядок расположения патрубков исключает попадание влаги из пены в устье воронки на патрубке для ввода мелкодисперсного наполнителя и забивку устья. Принятая величина шага перфорированного шнека, равная 0,25-0,3 диаметра шнека обеспечивает поступательное движение композиционной смеси к диффузору, а перфорация шнека способствует эффективному перемешиванию твердого наполнителя с пеной и отвод воздуха, выделяющегося в зоне контакта пены с мешалкой а к патрубку, контактирующему с атмосферой. Заданные соотношения между диаметрами вала и корпуса механического смесителя и диаметром корпуса и его длиной обеспечивают необходимый для эффективного пе- ремешивания интервал времени пребывания композиционной смеси в зоне активного перемешивания. Относительная длина шнека, занимающего 2/3 вала позволяет создать необходимое давление перемещающейся композиционной смеси, а относительная длина части вала, снабженного лопастями, обуславливает получение материала с тонкодисперсной структурой. Расположение патрубка для ввода отвердителя, согласно изобретению, является оптимальным для достаточного перемешивания отвердителя со смесью.

Дозирование мелкодисперсного наполнителя в сформировавшуюся пену, образование пенопласта с тонкодисперсной структурой и снижение усадки в совокупности позволяют существенно повысить качество образующегося композиционного материала.

Формула изобретения

Л- А

Фиг. 2

Б-Б

фиг. 3