RU2321491C1

RU2321491C1 - Foam generator

Info

Publication number: RU2321491C1
Application number: RU2006135432/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Алтынов (RU); Александр Владимирович Алтынов; Марина Владимировна Алтынова (RU); Марина Владимировна Алтынова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "Паскаль"
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-10

Abstract

FIELD: construction, particularly foam generator structures used for aerated concrete production.

SUBSTANCE: foam generator comprises body with inlet and outlet pipes filled with expanding agent. The body is made of high-alloy steel and is shaped as cylinder with ends passing into truncated cones. Grids having 2-4 mm thicknesses are arranged in area of cylindrical body section passage into conical one. The grids have 4-5 mm orifices. Air supply pipe is built in cylindrical body section over lower grid and spaced a distance equal to two cylinder diameters therefrom. Cylinder diameter/length ratio is 1:20. The expanding agent is high-alloy steel cuttings shaped as commas with sharpened edges. Cuttings have 0.2-0.3 mm thicknesses, 2-3 mm widths and 5-15 mm lengths.

EFFECT: simplified structure.

1 dwg

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к оборудованию для получения высокодисперсной устойчивой пены при производстве пенобетона.The invention relates to the production of building materials, in particular to equipment for highly dispersed stable foam in the production of foam concrete.

Известен пеногенератор (заявка 97116807/25. Опубл. 10.12.1998 г.), состоящий из корпуса с пакетом сеток, диффузора, заполненного волокнистым материалом, камеры предварительного смешения с устройством для получения пеновоздушной смеси. Камера предварительного смешения содержит полое кольцо с отверстиями на внутренней стенке в виде сопел. Устройство для получения пеновоздушной смеси состоит из турбинок, которые не менее двух установлены с возможностью вращения в противоположные стороны. Пенообразующая жидкость под давлением из патрубка подается в полость кольца, а оттуда через сопла на лопатки турбинок. Но этот пеногенератор сложен в изготовлении. Кроме того, все вращающиеся части турбинок подвержены ударной коррозии и при длительной эксплуатации пеногенератора требуют частой замены, а также сетки при работе замыливаются и засоряются, что приводит к остановкам для промывки системы.Known foam generator (application 97116807/25. Publ. 10.12.1998,), consisting of a housing with a packet of grids, a diffuser filled with fibrous material, a preliminary mixing chamber with a device for producing a foam mixture. The pre-mixing chamber contains a hollow ring with holes on the inner wall in the form of nozzles. A device for producing a foam-air mixture consists of turbines, which are installed at least two with the possibility of rotation in opposite directions. Foaming liquid under pressure from the nozzle is fed into the cavity of the ring, and from there through nozzles to the blades of the turbines. But this foam generator is difficult to manufacture. In addition, all rotating parts of the turbines are susceptible to impact corrosion and require prolonged replacement during prolonged use of the foam generator, and the grids become wet and clogged during operation, which leads to shutdowns for flushing the system.

Наиболее близким по технической сущности считаем пеногенератор (по заявке 5059402/33. 20.08.1992 г. Опубл. 10.11.1995 г.), состоящий из камеры диспергирования, выполненной в виде усеченного конуса, расширяющегося по ходу пены. По центральной оси камеры расположен глухой цилиндр, соединенный с ее стенками по крайней мере одной винтовой перегородкой. В качестве порообразующего материала использован волокнистый упругий материал (например, путанная металлическая проволока). Патрубки для подачи воздуха и пенообразователя сходятся в форсунке, установленной на входе в камеру диспергирования.The closest in technical essence is considered a foam generator (according to the application 5059402/33. 08.20.1992, publ. 10.11.1995), consisting of a dispersion chamber made in the form of a truncated cone, expanding along the foam. A blind cylinder is located along the central axis of the chamber, connected to its walls by at least one helical partition. A fibrous elastic material (for example, tangled metal wire) is used as a pore-forming material. The nozzles for supplying air and foaming agent converge in the nozzle installed at the inlet to the dispersion chamber.

Но этот пеногенератор имеет существенные недостатки, заключающиеся в том, что перемещающаяся через волокнистый материал пеновоздушная смесь не может эффективно дробиться и иметь мелкодисперсную структуру.But this foam generator has significant drawbacks in that the foam-air mixture moving through the fibrous material cannot be effectively crushed and have a finely divided structure.

Перед авторами стояла задача создания пеногенератора упрощенной конструкции, обеспечивающего получение высокодисперсной, однородной, устойчивой пены, а также увеличение срока безремонтной эксплуатации пеногенератора.The authors were faced with the task of creating a foam generator of a simplified design, providing highly dispersed, homogeneous, stable foam, as well as increasing the period of maintenance-free operation of the foam generator.

Эта задача решена тем, что в пеногенераторе, состоящем из корпуса с входным и выходным патрубками, заполненного порообразующим материалом, корпус выполнен из высоколегированной стали в виде цилиндра, с двух концов переходящего в усеченные конусы.This problem is solved in that in the foam generator, consisting of a housing with inlet and outlet nozzles, filled with pore-forming material, the housing is made of high alloy steel in the form of a cylinder, from both ends turning into truncated cones.

В местах перехода цилиндра в усеченные конусы установлены решетки из высоколегированной стали толщиной 2-4 мм с отверстиями диаметром 4-5 мм, расположенными равномерно по всей площади. Диаметр отверстий решетки взят таким, чтобы не препятствовать движению пенообразующей жидкости и пены. Патрубок для подачи воздуха встроен в цилиндрическую часть корпуса выше нижней решетки на расстояние, равное двум диаметрам цилиндра. Такое расположение патрубка для подачи воздуха необходимо, чтобы уровнять гидродинамическое давление на границе поверхности пенообразующей жидкости и пеновоздушной среды. Отношение диаметра цилиндра к его длине взяты 1:20. Такое соотношение определяет оптимальный путь прохождения пеновоздушной среды и способствует лучшему ее дроблению, получению стабильной мелкодисперсной структуры.At the points of transition of the cylinder to the truncated cones, lattices of high-alloy steel 2-4 mm thick with holes 4-5 mm in diameter located uniformly over the entire area are installed. The diameter of the holes of the lattice is taken so as not to impede the movement of the foaming liquid and foam. A pipe for supplying air is built into the cylindrical part of the housing above the lower grill by a distance equal to two cylinder diameters. Such an arrangement of the air supply pipe is necessary in order to level the hydrodynamic pressure at the interface between the surface of the foaming liquid and the foam-air medium. The ratio of the diameter of the cylinder to its length is taken 1:20. This ratio determines the optimal path of the foam medium and contributes to its better crushing, obtaining a stable finely dispersed structure.

В качестве пенообразующего материала использована стружка из высоколегированной стали, изготовленная в виде запятой с острыми кромками, толщиной 0.2-0.3 мм, шириной 2-3 мм длиной 5-15 мм. Уплотнение стружки в цилиндрической части пенегенератора производят усилием 1.5-2.0 МПа до образования пор 0.2-0.4 мм. Стружка данной конфигурации получена на токарном станке в специальном приспособлении.High-alloy steel shavings made in the form of a comma with sharp edges, 0.2-0.3 mm thick, 2-3 mm wide, 5-15 mm long, were used as foaming material. The chip compaction in the cylindrical part of the foam generator is produced by a force of 1.5-2.0 MPa until pore formation of 0.2-0.4 mm. The chips of this configuration were obtained on a lathe in a special device.

Суть предлагаемого изобретения состоит также в том, что смешение пенообразующего раствора с воздушными потокам в данном пеногенераторе начинает происходить в объеме порообразующей стружки в районе подачи воздуха. Это дает возможность сохранять постоянно мокрой начальную часть порообразующей стружки, предотвратить ее высыхание за счет постоянной подпитки жидкостью и исключает возможность образования нерастворимых твердых или смолистых веществ на кромках стружки. При использовании предлагаемого пеногенератора образование пеновоздушной смеси происходит по всей длине цилиндрической части за счет захвата жидкости воздухом и ее дробление высокоразвитой поверхностью набивки путем завихрения и срыва частиц пеновоздушной среды с острых кромок стружки и образования мелкодисперсной структуры.The essence of the invention also lies in the fact that the mixing of the foaming solution with the air flows in this foam generator begins to occur in the volume of pore-forming chips in the air supply area. This makes it possible to keep the initial part of the pore-forming chips constantly wet, to prevent them from drying out due to constant replenishment with liquid and excludes the possibility of the formation of insoluble solid or resinous substances on the edges of the chips. When using the proposed foam generator, the formation of a foam-air mixture occurs along the entire length of the cylindrical part due to the capture of liquid by air and its crushing by a highly developed packing surface by swirling and tearing particles of the foamy air from sharp edges of the chips and the formation of a finely dispersed structure.

Сущность вышеизложенного поясняется чертежом, на котором представлена конструкция пеногенератора в разрезе. Корпус пеногенератора состоит из цилиндра 1, заполненного стружкой 2, верхнего 3 и нижнего 4 усеченных конусов, патрубка 5 для подачи пенообразующей жидкости, патрубка 6 для выхода пены и патрубка 7 для подачи воздуха. В местах перехода цилиндра в усеченные конусы установлены нижняя 8 и верхняя 9 решетки. Патрубок 7 для подачи воздуха установлен выше нижней решетки 8 на высоте, равной двум диаметрам цилиндра 1.The essence of the foregoing is illustrated by the drawing, which shows the design of the foam generator in the context. The foam generator housing consists of a cylinder 1 filled with chips 2, upper 3 and lower 4 truncated cones, a nozzle 5 for supplying a foaming liquid, a nozzle 6 for the exit of foam and a nozzle 7 for supplying air. At the points of transition of the cylinder to the truncated cones, the lower 8 and upper 9 lattices are installed. A pipe 7 for supplying air is installed above the lower grill 8 at a height equal to two diameters of the cylinder 1.

Работа пеногенератора состоит в том, что пенообразующая жидкость подается в нижний усеченный конус 4 под давлением 0.05-0.4 МПа и через нижнюю решетку 8 проходит в уплотненный слой металлической стружки и далее, подхваченная воздушным потоком, под давлением 0.05-0.4 МПа проходит по всей длине корпуса через развитую поверхность с порами 0.2-0.4 мм, дробясь по всей длине, что дает возможность получать мелкодисперсную, однородную, устойчивую пену на выходе из пеногенератора. Плотность пены колеблется в пределах 15-120 г/л.The operation of the foam generator consists in the fact that the foaming liquid is supplied to the lower truncated cone 4 at a pressure of 0.05-0.4 MPa and passes through the lower grill 8 into a compacted layer of metal chips and then, picked up by the air flow, at a pressure of 0.05-0.4 MPa passes along the entire length of the housing through a developed surface with pores of 0.2-0.4 mm, crushing along the entire length, which makes it possible to obtain fine, homogeneous, stable foam at the exit of the foam generator. The density of the foam ranges from 15-120 g / l.

Изготовление всех деталей пеногенератора из высоколегированной стали исключает коррозию контактирующих с пеной поверхностей и позволяет при длительной работе быстро и эффективно очищать набивку пеногенератора щелочными растворами и слабыми кислотами.The manufacture of all parts of the foam generator from high alloy steel eliminates corrosion of the surfaces in contact with the foam and allows for long-term operation to quickly and efficiently clean the foam packing of alkaline solutions and weak acids.

Разработанная нами конструкция пеногенератора была изготовлена и испытана в ООО Фирме «Паскаль» г.Новочеркасска, Ростовской области. Промышленные испытания пеногенератор прошел в ООО «Аспект-Юг» г.Ростова-на-Дону, где решается вопрос об использовании его в линии изготовления пенобетона.The design of the foam generator that we developed was manufactured and tested at Pascal LLC, Novocherkassk, Rostov Region. The foam generator passed industrial tests at Aspect-South LLC in Rostov-on-Don, where the issue of its use in the foam concrete production line is being decided.

По результатам промышленных испытаний получен пенобетон плотностью 400-1200 кг/м³. Как показали промышленные испытания, надежность и долговечность работы пеногенератора превосходят существующие образцы.According to the results of industrial tests obtained foam density 400-1200 kg / m ^3. As industrial tests have shown, the reliability and durability of the foam generator are superior to existing samples.

На основании вышеизложенного и с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что предлагаемый нами пеногенератор соответствует критериям изобретения и может быть защищен Патентом Российской Федерации.Based on the foregoing and taking into account the patent information search, we believe that our foam generator meets the criteria of the invention and can be protected by the Patent of the Russian Federation.

Claims

Foam generator, consisting of a casing filled with pore-forming material, equipped with nozzles for supplying foam-forming liquid and drainage of foam and a nozzle for supplying air, characterized in that a chip having the shape of a comma with sharp edges, with a thickness of 0.2-0.3, is used mm, 2-3 mm wide, 8-12 mm long, tightly packed into a cylinder-shaped body that at both ends passes into truncated cones, the cylinder diameter and length being correlated as 1:20, and in the places where the cylinder transitions to truncatedthe cones are installed lower and upper grilles with a thickness of 2-4 mm with holes with a diameter of 4-5 mm uniformly distributed over the entire surface, a pipe for air supply is installed above the lower grill at a distance equal to two cylinder diameters, while all the structural elements of the foam generator and filling it shavings made of high alloy steel.