Пристрій для приготування технічної піни

звоєзз&~з ш Л _• її И) В 28 С 5/38 Пристрій для приготування технічної піни ' 1 І Винахід відноситься до області будівельних матеріалів і може бути використаний для приготування ніздрюватих та поризованих бетонів. Відомо пристрій для приготування технічної піни, що містить ємність, вертикально і горизонтально жорстко закріплений циліндр з коаксиально розміщеним в ньому змішуючим механізмом в вигляді вертикального привідного шнеку з пристосуванням для розбризкування в верхній його частиш [1]. Недоліком відомого рішення є низька інтенсивність приготування технічної піни. За прототип вибрано пристрій для приготування технічної піни, що містить ємність з коаксиально розміщеними вертикально жорстко закріпленими зовнішньою і внутрішньою перфорованими обичайками та валом з лопатками [2]. Недоліками відомого пристрою є низька інтенсивність приготування піни, складність конструкції через необхідність влаштування коаксиальних конусних поверхонь, наявність зазору між ними, що зменшує інтенсивність піноутворення, необхідність підводу повітря із-зовні в робочу зону пристрою для збільшення інтенсивності процесу піноутворення. Завданням винаходу є підвищення інтенсивності піноутворення шляхом спрощення конструкції пристрою для приготування технічної піни за рахунок раціональної організації циклів руху струменів розчину піноутворювача і повітря в замкненому горизонтальному просторі та поза його межами. Поставлене завдання вирішується завдяки того, що пристрій для приготування технічної піни, що містить ємність з коаксиально розміщеними валом і циліндром, циліндр виконано в вигляді суцільної конструкції з горизонтальною жорсткістю кріплення за внутрішнього об'єму 125... 150 л. За проходження піноутворювача (піноутворюючого розчину) через вертикальний циліндр, що виконано у вигляді суцільної конструкції з горизонтальною жорсткістю кріплення за внутрішнього об'єму 125-150 л через лопатки (лопатеву систему) реалізується повітряно-струменевий принцип роботи пристрою, що проявляється за умови зіткнення струменів повітряутворюючого розчину та додаткового подрібнення бульбашок піни, що рухається в замкненому горизонтальному просторі вертикального циліндру виконаного у вигляді суцільної конструкції (без перфорації робочих органів та без організації додаткового підведення повітря в робочу зону пристрою). За постійного початкового завантаження піноутворювачем пристрою для приготування технічної піни 125-150 літрів запропонований об'єм циліндру є оптимальним для досягнення суцільного (безперервного) потоку піномасси та рівномірної швидкості її руху в циліндрі та за його межами і, таким чином, максимально сприяє залученню в процесі піноутворення всього об'єму пристрою (як циліндру, так і конічної ємності), що приводить до підвищення інтенсивності піноутворення. При використанні несуцільної конструкції циліндру (з перфорацією та ін.) порушується суцільність (безперервність) потоку піни, рівномірність та швидкість її руху, що зменшує продуктивність піноутворення. Пристрій для приготування технічної піни містить конічну ємність 1, завантажувальні 2, 3 та вивантажувальні 4 отвори. Завантажувальні отвори 2, 3 являють собою оглядовий люк 2 та патрубок 3 для підведення віддозованої кількості піноутворюючого розчину в нижню зону пристрою до нагнітаючого гвинта 5. Вивантажувальний отвір 4 закривається за допомогою пневмоциліндру (на схемі не вказано) шибером 6 з ущільненням з еластичної гуми. Всередині конічної ємності 1 знаходиться вертикальний суцільний циліндр 1, у якому встановлено вертикальний вал 8, що обертається в підшипникових вузлах (на схемі не вказано) із швидкістю 500-800 об/хв. На вертикальному валу 8 розміщено: в нижній частині нагнітаючий гвинт 5 в вигляді лопасної крильчатки з кутами нахилу 30±5°, торцеві грані лопаток виконані прямими. На вертикальному валу 8 знаходиться система лопаток 9. Лопатки 10 виконані з дуговим заокругленням торцевої кромки 11 для вільного обертання в циліндрі. Лопатки 10 розміщені на вертикальному валу в шахматному порядку на однакових відстанях між точками кріплення 12. Суцільний циліндр 7 жорстко закріплено в горизонтальній площині в нижній основі на хрестовину 13 конічної ємності 1 із зазором 14 достатнім для вільного проходження технічної піни та металевими планками 15 до верхньої частини корпусу ємності 1 із зазором 17, достатнім для проходження піноутворюючого розчину. В верхній частині вертикального суцільного циліндру 7 над отвором 18 розміщено конусної форми направляючий козирок 19 для створення направленого руху технічної піни. Кут нахилу поверхні козирка 19 обернений куту нахилу ємності 1. Всередині конічної ємності 1 під оглядовим люком 2 розміщено мірну лінійку 20 з торцевими кромками 21, що чередуються через "± 50 л" для візуального контролю об'єму отриманої піни. Запропонований пристрій для приготування технічної піни працює наступним чином. Через завантажувальний патрубок 3 в нижню частину конічної ємності 1 до нагнітаючого гвинта 5 подається відцозована кількість піноутворюючого розчину і одночасно вмикається електродвигун пристрою. За обертання вертикального валу 8, нагнітаючий гвинт 5 всмоктує розчин через нижній отвір у вертикальний з горизонтальною жорсткістю суцільний циліндр 7. За проходження піноутворюючого розчину всередині вертикального суцільного циліндру 7 об'ємом 125...150 л через лопатеву систему 9 відбувається зіткнення струменів піноутворюючого розчину та додаткове подрібнення бульбашок піни, що рухається в жорстко замкненому горизонтальному просторі вертикального суцільного циліндра 7, інтенсифікується процес піноутворення без влаштування перфорації робочих органів та підвищується кратність піни без організації спеціального додаткового підведення повітря в робочу зону пристрою. Отримана технічна піна через верхній отвір 18 вертикального суцільного циліндру 7 потрапляє на козирок 19 і за виникнення під час обертання валу вертикальних коливань циліндру 7 за рахунок конструкції циліндру 7 з горизонтальною жорсткістю кріплення та вказаного об'єму циліндру 7 інтенсивно стікає в нижню зону конічної ємності 1, що також сприяє підвищенню інтенсивності піноутворення в умовах постійно зростаючої в'язкості піни, що постійно збільшується в об'ємі за багатократності циклів піноутворення. Нагнітаючий гвинт 5 знову подає розчин всередину вертикального суцільного циліндру 7 з системою лопастей 9, замикаючи, таким чином, цикл піноутворення. Після закінчення процесу піноутворення, про що свідчать об'єм, щільність та кратність піни або самоприпинення руху піни, електродвигун пристрою зупиняють, відкривають шибер 6 за допомогою пневмоциліндру і готова піна вивантажується з ємності 1 та з вертикального суцільного циліндру 7 за допомогою реверсної роботи електродвигуна. Приклад: На вертикальному валу, що обертається в підшипникових вузлах з можливістю реверсного обертання, розміщують вал з лопатками в вертикальному суцільному циліндрі об'ємом 125 л горизонтально жорстко закріпленому, в якому вгору транспортується піноутворюючий розчин в замкненому горизонтальному просторі циліндру та згори вниз зовні вертикального суцільного циліндру. Лопатки розміщують на вертикальному валу в шахматному порядку на однаковій відстані одна від одної. В якості піноутворювача застосовують водний розчин смоли деревинної омиленої, післяспиртової барди, солей тіосульфату та роданіту натрію. Густина водного розчину піноутворювача 1080 кг/м3. Температура водного розчину піноутворювачаа +25°С. Витрати води разом з водним розчином піноутворювача 50 л. Швидкість обертання вертикального валу 500 об/хв. Тривалість піноутворення 5 хв. Об'єм отриманої технічної піни 850 л. Щільність отриманої піни 58,8 кг/м , кратність технічної піни 17 (таблиця, п.2). Кратність, щільність та об'єм готової піни визначають за загальновідомими методами. Фізико-механічні параметри пристрою та отриманої технічної піни. Таблиця № Об'єм циліндру, л п/п 1** 2* 3* 4* 125 150 135 8* 9* 10** 100 180 135 Параметри технічної піни Щільність, Кратність Об'єм, л кг/м3 За прототипом 50-80 10-16 500-800 В межах заявленого 50 17 850 50 18 900 52,6 19 1000 Поза межами заявленого 114.3 7 800 64,3 14 900 56 16 900 Тривалість пшоутворення, хв 15 5 12 8 15 18 24 Примітки: *Кріплення вертикального циліндру виконане з горизонтальною жорсткістю. **Кріплення циліндру виконане з об'ємною або вертикальною жорсткістю. За об'єму циліндру менше 125 л зменшується кратність піни, зростає тривалість пІноутворення, а також зменшується об'єм піни, що зменшує ефективність пристрою. За об'єму циліндру більше 150 л зростають витрати енергії та навантаження на пристрій, що супроводжується нестабільністю процесу пІноутворення, крім того, зменшується кратність піни, зростає тривалість пІноутворення, що зменшує інтенсивність приготування піни та ефективність пристрою. За вертикальної жорсткості кріплення циліндру 7 зростає тривалість транспортування піни вниз за межами об'єму вертикального суцільного циліндру, що сповільнює процес пІноутворення, зменшується кратність піни, що зменшує ефективність пристрою. Література. 1. Авторское свидетельство СССР. № 177320 В 28 С 5'46 від 1963. 2. Авторское свидетельство СССР. №1263535 В 28 С 5/38 від 15.10.86 '0 V s /7///І/ /О///?///ХдІ