Способ получения воздушно-механических пен

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнчесинк респубики

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

/ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 20. 06. 80 (21) 2944580/23-26 с присоединением заявки № (23 ) П р нор и тет

Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25 . 05. 82 (51)М. Кл.

А 62 С 1/12

В 05 D 1/00

Гесударстееиный комитет

СССР ао лелем нэабретений и открытий (5З) УДК 66. 069

° 8З(оа8.8) { 72) Автор изобретения

В. Ф. Круглов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЗДУШНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕН

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

Известен способ получения воздуш-! но-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 прои скания воздуха через перпендикулярно установленные к его потоку сетки, орошаемые пенообразующим раствором, распределяемым по поверхности сеток (21.

Однако известные способы не позволяют получать пены с равномерной структурой (монодисперсные). Измене" ние кратности получаемых пен дости гается за счет изменения соотношения воздуха и пенообразующего раствора, подаваемых в пеногенератор. При увеличении обьемного 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 ороше15 ния всей поверхности сеток, стабилизации пенообразования и регулирова- ния дисперсности пен.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения воз"

2О душно-механических пен путем пропускания воздуха через перпендикулярно установленные к его потоку сетки, орошаемые пенообразующим раствором, 4 том, что за счет введения предварительно 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 счет 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.

-T

Путем изменения напряженности поля центробежных сил от 2g. до 40-50,обес„печивают регулирование интенсивности истечения межпленочной жидкости формирующейся пены, так как изменение дисперсностью, ибо момент отрыва пузырька пены от ячейки диспергатора определяется скоростью движения пенообразующего раствора вдоль образующей барботажного барабана и величиной выталкивающей силы.

На чертеже изображена принципиальная схема лабораторного пеногенератора, позволяющего реализовать предлагаемый способ.

Пеногенератор содержит барботажный барабан 1 с эавихрителем 2, пено,отделитель 3, системы 4 и 5 подачи сжатого воздуха и пенообразующего раствора, дренажную систему 6, пено отвод 7, привод 8 пеногенератора.

Пенообраэующий раствор, подаваемый 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, превращая последний в пену.

ll р и м е р. Готовят пенообразующую композицию на основе водного раствора анионактивного поверхностно-активного вещества содержащего, вес.3:

Алкилсульфаты жирных спиртов фракции С,р-С, 1, О

Высшие жирные спирты фракции C -C„> О,1

Вода до 100

Принципиальное отличие предлагаемого. способа от известного состоит в

3 929115 распределяемым по поверхности сеток, орошение осуществляют в поле центробежных сил, а распределение пенообраэующего раствора по поверхности сеток осуществляют.со скоростью 2-20 м/с

Кроме того, орошение сеток осуществляют со стороны, противоположной потоку воздуха, проходящего через сетки, Сущность предлагаемого способа за- 16 ключается в четырехстадийном процессе перемешивания воздуха (газа) с пенообразующим раствором в поле центробежных сил.

На первой стадии раскручивают пе- 15нообразующий раствор относительно оси вращения. На второй стадии преобразо вывают закрученный пенообразующий раствор в тонкую подвижную пленку, что обеспечивают путем подачи подготов" 20 . ленного таким образом раствора внутрь вращающегося сетчатого конического барабана. На третьей стадии в слой пенообразователя, движущегося относительно ячеек сетки со скоростью 2$ ее кратности, а также управление ее

2-20 м/с, продавливают сжатый воздух (гаэ), что приводит к образованию воздушных (газовых) пузырьков. Чем больше скорость движения слоя пенообразователя относительно ячеек сетки, тем зв на более ранней стадии формирования происходит отрыв воздушных пузырьков, что приводит к образованию высокодисперсной пены с более равномерной структурой. На четвертой .стадии, про- З> текающей одновременно с третьей, осуществляют отсос пенообразующего раствора из межпленочного пространства образовавшейся пены воздействием на нее поля центробежных сил. Этого до- © стигают путем пропускания образовавшейся пены между внутренними перегородками барабана, устанавливаемыми вдоль образующей барабана. По мере увеличения напряженности поля центро- бежных сил обеспечивают интенсифика- . цию процесса истечения межпленочной жидкости, что сопровождается увеличением кратности пены. "Осушенная" таким образом пена имеет давление жид" кости в каналах Гиббса-Плато (Рв) в нижнем слое пены (при h = О) меньше нуля, чем объясняются повышенные всасывающие свойства таких пен по сравнению с обычными, получаемыми известными способами.

929115

Ф

Характеристики пен

Число обо

potos ба" рабана,н., об/мин

Кратность

Устойчивость,t

3 . мин

4/а

890

-И

960. S

Обобщенные данные результатов экспериментов по получению пен с по мощью лабораторного пеногенератора:, сведены в таблице:

Ю Ю Ю ЮЮ

4 0,435 40

16 0,380 48

30 0,305 52

60 0,270 60

130 0,250 72

200 0,220 80

300 0 210 86

500 0,200 80

1100 800 О, 185 110 25

1200 1000 0,160 120

ЮЮ Ю

Ю Ю \ЮЮЮЮЮЮЙВЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЮЙ

П р и м е ч а и и е; Все данные является среднестатйстическиии ho результатам 8-10 onanos в исследу 1, емом режиме.

Формула изобретения

l. 1. Способ получения воздушно-механических пен путем пропускания воз" духа через перпендикулярно установленные к его потоку сетки., орошаемые пенообразующим раствором, распределяемым по поверхности сеток, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет равномерного орошения всей поверхности сеток, стабилизации пенообразования и регулирования дисперсности пен, орошение осуществляют в попе центробежных сил, а распределение пенообразу. ащего раствора по поверхности .сеток осуществляют со скоростью

2-20 м/с.

2. Способ по и. 1, о т л и ч à e шийся тем, что орошение сеток осуществляют со стороны, противоположной потоку воздуха, проходящего через стеки, Источники информации, принятые во внимание при экспевтизе

1. Тихомиров В. К. Пены. Теория и.-.практика их облучения и разрушения. И., "Химия", 1975, с 262.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 24 1 368 ° кп. В 05 В 1 /ОО ° 1969

929115

Составитель А, Тарасов

Р актор Н Бобкова Техред М. Рейвес Корректор Л. Бокшан

Заказ 3344/5 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва N-Я Раушская наб. 8. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4