Устройство для образования воздушно-механической пены

 

Использование: получение физическим путем воздушно-механической пены, применяемой в противопожарной технике, химической технологии, производстве строительных и полимерных материалов и других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: устройство позволяет обеспечить высокую эффективность процесса пенообразования в поле центробежных сил из растворов со слабой и хорошей пенообразующей способностью. Для формирования воздушно-механической пены не требуется источника сжатого воздуха. Устройство состоит из двухсекционного вращающегося барабана, разделенного на рабочий отсек и приемный отсек для маточного раствора исходной водовоздушной эмульсии, заборного неподвижного рабочего колеса, направляющего конуса барабана. Работа устройства основана на сепарации водовоздушной эмульсии, образующейся при прохождении по тракту: приемный отсек ротора - заборное рабочее колесо - направляющий конус ротора - рабочий отсек ротора. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения воздушно-механической пены, применяемой в противопожарной технике, химической технологии, производстве строительных материалов, медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Известно устройство для образования воздушно-механической пены, содержащее корпус, вращающийся барабан с установленными на его образующей пластинами-диспергаторами, узлы подачи сжатого воздуха и пенообразующего раствора [1] Из известных устройств для образования воздушно-механической пены, позволяющих управлять процессом пенообразования за счет изменения числа оборотов барабана или вала пеновзбивающего устройства, наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для образования воздушно-механической пены [2] Оно содержит корпус, в котором размещен вращающийся барабан с пластинами-диспергаторами, смонтированными на его боковой поверхности, узел подачи сжатого воздуха, узел подачи пенообразующего раствора, диск, ступицу, валики с полыми осями и боковыми отверстиями, покрытыми эластичным пористым материалом (при этом в диске и ступице выполнены каналы для сообщения с полой осью валика и узлом подачи пенообразующего раствора).

Наиболее существенными недостатками известного устройства являются: 1. Отверстия пластин-диспергаторов вращающегося барабана засоряются твердыми частицами, что приводит к нарушению процесса барботажа воздуха в пенообразующий раствор и, как следствие, к срыву работы устройства.

2. Для обеспечения работы устройства необходим источник сжатого воздуха.

3. При работе устройства с пенообразующими растворами, обладающими хорошими пенообразующими свойствами, каналы валиков с боковыми отверстиями заполняются образующейся водовоздушной эмульсией, что приводит к ухудшению эффективности работы устройства.

Технический эффект настоящего изобретения заключается в обеспечении устойчивой и эффективной работы устройства по генерации воздушно-механической пены с повышенными степенью монодисперсности, устойчивостью, управляемой кратностью.

Указанный эффект достигается тем, что предлагаемое устройство имеет двухсекционный вращающийся барабан, заборное рабочее колесо, установленное по оси в приемной секции барабана. В секциях барабана установлены лопасти.

Предлагаемое устройство позволяет повысить устойчивость генерируемой пены за счет повышения степени ее монодисперсности, функционирует устойчиво, эффективно, степень монодисперсности генерируемой пены выше, так как образование пены в устройстве обусловлено не барботажем воздуха через пластины-диспергаторы в пенообразующий раствор, а только сепарацией водовоздушной эмульсии. Кроме того, наличие в конструкции барабана лопастей способствует расширению интервала варьирования основных характеристик генерируемых пен: дисперсность, кратность и устойчивость.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для образования воздушно-механической пены содержит следующие основные части: двухсекционный вращающийся барабан 1, распылитель 2, направляющий конус 3 барабана, лопасти 4 барабана, сливные отверстия 5, приемный отсек 6 барабана, заборное рабочее колесо 7, лопасти 8 приемного отсека, опорные подшипники 9 барабана, приводной шкив 10 барабана.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пенообразующий раствор, подаваемый механическим насосом под давлением 0,3-0,4 МПа/см² на распылитель 2, поступает в виде аэрозольного потока в направляющий конус 3, где преобразуется в водовоздушную эмульсию и направляется в межлопастное пространство барабана 1. При вращении барабана эмульсия течет вдоль лопастей 4 барабана 1 в его переднюю часть, затем возвращается по соседним межлопастным каналам к сливным отверстиям 5.

За время движения водовоздушной эмульсии по межлопастным каналам барабана идет процесс сепарации исходной эмульсии с образованием воздушно-механической пены и маточного пенообразующего раствора. Пена вытесняется из внутренней полости барабана в пеноотводящую трубу, а маточный раствор выбрасывается через сливные отверстия 5 в приемный отсек 6 барабана 1, где захватывается лопастями 8 приемного отсека. Вращающийся маточный раствор забирается лопастями рабочего колеса 7 и направляется к выходному патрубку колеса в виде закрученного потока (вихря), выбрасываемого в направляющий конус 3 барабана.

За счет турбулентного режима движения по лопастям заборного рабочего колеса и вихревого движения на выходе из него маточный раствор превращается в водовоздушную эмульсию. Полученная таким образом водовоздушная эмульсия попадает в рабочий отсек барабана, где подвергается сепарированию. Таким образом, только за счет вращения барабана обеспечивается генерация воздушно-механической пены в поле центробежных сил. За счет изменения напряженности поля центробежных сил от 2g до 40-50g обеспечивают изменение дисперсности, кратности и устойчивости в широком диапазоне.

П р и м е р. Готовят пенообразующую композицию на основе водного раствора анионактивного поверхностно-активного вещества, содержащего, вес.

Алкилсульфаты жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₃ 1,0 Высшие жирные спирты фракции С₁₆-С₁₈ 0,1 Вода до 100 Обобщенные данные результатов экспериментов по получению пен с помощью макетного образца устройства сведены в таблицу.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕНЫ, содержащее корпус, в котором размещен вращающийся барабан, узлы подачи пенообразующего раствора и сжатого воздуха, отличающееся тем, что вращающийся барабан выполнен из приемной и рабочей секций и снабжен лопастями, закрепленными в обеих секциях, при этом устройство снабжено заборным рабочим колесом, размещенным по оси приемной секции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2