Способ получения воздушно-механических пен Советский патент 1982 года по МПК A62C1/12 B05D1/00 

I

Изобретение относится к получению воздушно-механических пен физи ческим путем, широко применяемых в химической технологии, противопожарной технике, медицине, пищевой промышленности, строительстве, сельском хозяйстве.

Известен способ получения воздушно-механических пен путем интенсивного перемешивания воздуха (газа) с пенообразующим раствором с помощью механической мешалки или барботажа воздуха через раствор пенообразователя 1.

Известен также способ получения воздушно-механических пен путем пропускания воздуха через перпендикулярно установленныек его потоку сетки, орошаемые пенообразующим раствором, расгфеделяемым по поверхности сеток ..

Однако известные способыне позволя|Ьт получать пены с равномерной структурой (монодисперсные). Изменение кратности получаемых пен достигается за счет изменения соотношения воздуха и пенообразующего раствора, подаваемых в пеногенератор. При увеличении объемного расхода воздуха увеличение кратности получаемых пен достигается главным образом за счет растяжения пленок, что сопровождается увеличением среднего диаметра пузырьков, т.е. уменьшением дисперсности пены. Возможности варьирования кратности ограничены прочностью пузырьков пены.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет равномерного орошения всей поверхности сеток, стабилизации пенообразования и регулирования дисперсности пен.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения воздушно-механических пен путем пропускания воздуха через перпендикулярно установленные к его потоку сетки, орошаемые пенообразующим раствором. 3929 распределяемым rio поверхности сеток, орошение осуществляют в поле центробежных сил, а распределение пеиообразующего раствора по поверхности сеток осуществляют со скоростью 2-20 M/ Кроме того, орошение сеток осущёст вляют со стороны, противоположной потоку воздуха, проходящего через сетки, Сущность предлагаемого способа заключается в четырехстадийном процессе перемешивания воздуха (газа) с пенообразующим раствором в поле центробежных сил. На первой стадии раскручивают пенообразующий раствор относительно оси вращения. На второй стадии преобразо .вывают закрученный пенообразующий рас вор в тонкую подвижную пленку, что обеспечивают путем подачи подготовленного таким образом раствора внутрь вращающегося сетчатого конического . барабана. На третьей стадии в слой пенообразователя, движущегося относительно ячеек сетки со скоростью 2-20 м/с, продавливают сжатый воздух (газ), что-приводит кобразованию воз душных ( газовых пузырьков. Чем больше скорость движения слоя пенообразователя относительно ячеек сетки, тем на более ранней ctaдии формирования происходит отрыв воздушных пузырьков, что приводит к образованию высокодисперсной пены с более равномерной структурой. На четвертой .стадии, протекающей одновременно с третьей, осуществляют отсос пенообразующего раствора из межпленочного пространства образовавшейся пены воздействием на нее поля центробежных сил. Этого достигают путем пропускания образовавшейся пены между внутренними перегородками барабана, устанавливаемыми вдоль образующей барабана. По мере увеличения напряженности поля центробежных сил обеспечивают интенсификацию процесса истечения межпленочной жидкости, что сопровождается увеличением кратности пены, Осушенная таким образом пена имеет давление жидкости в каналах Гиббса-Плато ( РО в нижнем слое пены (При h О) меньше нуля, чем объясняются повышенные всасывающие свойства таких пен по сравнению с обычными, получаемыми известными способами.

Принципиальное отличие предлагаемого; способа от известного состоит в

фракции .

0,1 Вода до 100 4 том, что за счет введения предвариteльнo раскрученного пенообразующегося раствора внутрь конусного барботаж ного барабана достигается движение жидкости вдоль образующей барабана со скоростью 2-22 м/с. Это обеспечивает отрыв пузырьков от ячеек сетки (капилляров диспергатора) не только под действием выталкивающей ( Архимедовой) силы, но и за смет силы гидравлического сопротивления, возникаюЩей как следствие осевого движения слоя пенообразующего раствора вдоль .образующей барабана. Одновременно действие этих сил приводит к повышению дисперсности образующейся пены и повышению однородности структуры за счет отрыва от ячеек диспергатора ее пузырьков на ранних стадиях их формирования. Путем изменения напряженности-поля ЦенГробежных сил от 2а до kQ-SQg, обе печивают регулирование интенсивности истечения межпленочной жидкости формирующейся пены, так как изменение ее кратности, а также управление ее дисперсностью, ибо момент отрыва пузырька пены от ячейки диспергатора определяется скоростью движения пенообразующего раствора вдоль образую1Цей барботажного барабана и величиной выталкивающей силы. На чертеже изображена принципиальная схема лабораторного пеногенератора, позволяющего реализовать предл гаемый способ, Пеногенератор содержит барботажный барабан 1 с завихрителем 2, пено.отделитель 3, системы k и S подачи сжатого воздуха и пенообразующего раствора, дренажную систему 6, пеноотвод 7, 8 пеногенератора. Пенообразующий раствор, поДайаемый в завихритель раскручивается до скорости вращения барботажного барабана и далее в виде тонкого слоя течет вдоль образующей барабана. Сжатый воздух проходит через сетку ( диспергатор воздуха) барабана в движущийся слой раствора пенообразователя, преJpaщaя последний в пену. П р и мер. Готовят пенообразующую композицию на основе водного раствора анионактивного поверхностно-активного вещества содержащего, вес.: Алкилсульфаты жирных спиртов фракции С,р-Цз высшие жирные спирты 5 Обобщенные данные результатов экспериментов по получению пен с мощью лабораторно1-о пеногенератор сведены в таблице.П р и м е м а н и е; Все данны являются среднестатистическими результатам 6-10 опытов в йссл емом реймме. 5 Формула изобретения 1.1. Способ получения воздушно-ме ханических пен путем пропускания воз .духа через перпендикулярно установленные к его потоку сетки, орошаемые пенообразующим раствором распределяемым по поверхности сеток, о т л и чающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет равномерного орошения всей поверхности сеток, стабилизации пенообразования и регулирования дисперсности пен, орошение осуществляют в поле центробежных сил, а распределение пенообразующего раствора по поверхности , сеток осуществляют со скоростью 2-20 м/с. . 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щи и с Я тем, что орошение сеток осуществляют со стороны, противоположной потоку воздуха, проходящего через стеки. HcToi4HHKH информации, принятые во внимание при экспеотизе 1.Тихомиров В. К. Пены. Тео- . рия и п| актика их пдлучения и разрушения. М., Химия, 1975, С; 262.„ .. 2.Авторское свидетельство СССР IP 21 1368, кл. В 05 В 1/00, 1969.