Патент на изобретение №2199436
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПЕНОГЕНЕРАТОР (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат: Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для получения пены. Изобретение позволит повысить однородность пены, упростить изготовление и эксплуатацию пеногенератора. Пеногенератор включает каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом, пеногенерирующие сетки. Камера диспергирования выполнена в виде изогнутой трубы. Пеногенератор включает каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешения, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом и имеющую внутренние перегородки. Внутренние перегородки камеры диспергирования установлены с возможностью многократного изменения направления движения потока пены внутри камеры диспергирования. Пеногенератор включает каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешивания, осесимметричную, круглую в поперечном сечении камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом и имеющую внутренние перегородки. Внутренние осесимметричные перегородки выполнены по форме стенок камеры диспергирования с диаметром, уменьшающимся по направлению к оси, и расположены коаксиально. Перегородки крепятся к стенкам камеры или к друг к другу через внутренние ребра и установлены с возможностью обеспечения многократного изменения направления движения потока пены внутри камеры диспергирования. Пеногенератор включает каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом. Он снабжен несколькими камерами диспергирования, каждая из которых выполнена по форме призмы, или цилиндра, или части цилиндра, с торцовыми стенками в основаниях указанных фигур и отверстиями в боковых гранях вблизи оснований, причем камеры расположены с обеспечением перемещения пены через отверстия в боковых гранях от камеры смешивания до выпускного патрубка пеногенератора через все камеры диспергирования. 4 с. и 38 з.п.ф-лы. 16 ил. Изобретение относится к устройствам для приготовления технической пены и может быть использовано в пенобетоносмесительных установках. Известно устройство для приготовления технической пены, содержащее каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента (воздуха), камеру смешивания и пеногенерирующие сетки; отличительной особенностью устройства является то, что оно содержит дополнительный узел, названный камерой диспергирования, которая представляет собой удлиненный патрубок, заполненный диспергирующим материалом – металлической стружкой, причем пеногенерирующие сетки расположены между камерой смешивания и камерой диспергирования [1]. Введенный дополнительный узел, диспергируя пену, повышает ее качество. Недостатком устройства является то, что камера диспергирования существенно увеличивает его габариты. Известен пеногенератор, так же содержащий каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки и камеру диспергирования; отличия состоят в том, что камера диспергирования выполнена в виде диффузора с расширением по ходу пены, а роль диспергирующего материала выполняет не стружка, а волокнистый материал, сетки расположены не перед камерой дипергирования, а за ней [2]. Указанные отличия не способствуют уменьшению габаритов. Известен пеногенератор (прототип) [3], содержащий каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом, пеногенерирующие сетки; целью изобретения является уменьшение габаритов камеры диспергирования; отличительная особенность этого устройства: внутри камеры диспергирования, заполненной волокнистым диспергирующим материалом (путаной проволокой), установлена винтовая перегородка, создающая спиральный канал движения пены; за счет этого удлиняется путь движения пены внутри камеры диспергирования и появляется возможность уменьшить ее габариты. Недостатки прототипа в сложности и изготовления, и эксплуатации устройства, а также в незначительном уменьшении габаритов и создании предпосылок для увеличения неоднородности пены. Изготовление и монтаж внутренней винтовой перегородки связаны с необходимостью выполнения сложных лекальных операций; при малом шаге витков перегородки сечение канала, по которому должна идти пена, приобретает форму узкой щели, которую практически невозможно одинаково плотно заполнить диспергирующим материалом и еще труднее извлечь его для замены, когда произойдет заиливание пористой структуры, а при большом шаге витков путь пены удлинится немного и будет незначительным уменьшение габаритов устройства; и наиболее важный недостаток – разная скорость потока пены вблизи оси и вблизи стенки камеры создает предпосылки для увеличения неоднородности пены. Задачей изобретения является упрощение изготовления и эксплуатации пеногенератора, уменьшение его габаритов и создание условий для повышения однородности пены. Для решения этих задач предлагается четыре варианта пеногенератора. Любой из представленных пеногенераторов может эксплуатироваться или в горизонтальном, или в вертикальном положении как с верхней, так и с нижней подачей ингредиентов. Первый вариант. Сущность изобретения: пеногенератор содержит каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом (металлической стружкой, волокнами или другим материалом с развитой удельной поверхностью), пеногенерирующие сетки; отличительная особенность: камера диспергирования выполнена в виде изогнутой трубы. Технический результат: изогнуть готовую трубу гораздо проще, чем внутри нее создавать винтовую перегородку; трубу значительно проще, чем узкую щель, заполнить диспергирующим материалом и освободить от него; труба может быть изогнута в виде плотной спирали, что обеспечит предельное уменьшение габаритов камеры диспергирования; по сравнению с узкой щелью в трубе меньше разница скоростей потока, а следовательно, выше однородность пены. В качестве факультативных признаков предлагаются следующие решения: а) труба (камера диспергирования) выполнена изогнутой по винтовой линии; б) труба выполнена изогнутой по спирали Архимеда; в) труба выполнена зигзагообразной; г) труба выполнена с прямолинейными участками, расположенными между точками экстремума и размещенными в одной плоскости или в нескольких плоскостях; д) труба выполнена с прямолинейными участками, параллельными друг другу и образующими в поперечном сечении пеногенератора максимально плотную систему гексагональной сингонии, при этом концы прямолинейных участков трубы попарно соединены между собой отрезками трубы того же диаметра, имеющими форму тора; е) труба имеет переменное поперечное сечение, при котором диаметр трубы является линейной или нелинейной, в том числе периодической, функцией ее длины; ж) труба выполнена с участками, имеющими форму усеченного конуса, или шарового пояса, или однополостного гиперболоида; з) труба выполнена с прямоугольным поперечным сечением, а прямолинейные участки трубы соединены попарно криволинейными деталями, имеющими форму части тора прямоугольного поперечного сечения; и) труба имеет шестиугольное поперечное сечение, а прямолинейные участки трубы соединены попарно криволинейными деталями, имеющими форму части тора шестиугольного поперечного сечения; к) из двух отверстий камеры диспергирования, примыкающих либо к камере смешивания, либо к выпускному патрубку, по меньшей мере одно закрыто решеткой, удерживающей диспергирующий материал; л) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования; м) пеногенерирующая сетка установлена между камерой диспергирования и выпускным патрубком; н) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования, а другая – между камерой диспергирования и выпускным патрубком. Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.1 представлен продольный разрез пеногенератора с камерой диспергирования в виде трубы, изогнутой по винтовой линии (данный пеногенератор, как любой другой, может эксплуатироваться или в горизонтальном, или в вертикальном положении как с верхней, так и с нижней подачей ингредиентов). На фиг.2 показан пеногенератор с камерой диспергирования в виде трубы, изогнутой по зигзагообразной линии, лежащей в одной плоскости (на рисунке показана одна волна: два экстремума – максимум и минимум, но таких волн может быть сколь угодно много и располагаться они могут не в одной, а в нескольких плоскостях). На фиг.3 изображен пеногенератор (и его поперечный разрез), у которого камера диспергирования выполнена в виде гнутой трубы с прямолинейными плотно упакованными участками, образующими в поперечном сечении структуру гексагональной сингонии. На фиг.4 представлен пеногенератор с камерой диспергирования в виде гнутой трубы переменного сечения. На фиг.5 показан пеногенератор с гнутой трубой прямоугольного сечения. На фиг.6 изображен пеногенератор с гнутой шестигранной трубой, образующей в поперечном сечении сотовую структуру. Обозначения на чертежах: 1 – камера смешивания воздуха с пенообразователем; 2 – пеногенерирующая сетка; 3 – решетка, удерживающая диспергирующий материал; 4 – корпус камеры диспергирования, выполненный в виде трубы, изогнутой по винтовой линии; 5 – диспергирующий материал (металлическая стружка, путаная проволока и т.п.); 6 – корпус камеры диспергирования, выполненный в виде трубы, изогнутой по зигзагообразной линии; 7 – корпус камеры диспергирования в виде гнутой трубы с прямолинейными участками, упакованными в плотную гексагональную структуру; 8 – корпус камеры диспергирования в виде гнутой трубы переменного поперечного сечения; 9 – корпус камеры диспергирования из гнутой трубы шестигранного сечения с прямолинейными участками, образующими сотовую структуру. Второй вариант. Сущность изобретения: пеногенератор включает в себя каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом и имеющую внутренние перегородки; особенность пеногенератора в том, что внутренние перегородки камеры диспергирования установлены с возможностью многократного изменения направления движения потока пены внутри камеры диспергирования. Технический результат: выполнить прямоугольную емкость с плоскими перегородками значительно проще, чем внутри криволинейного (конического) сосуда создавать винтовую перегородку; такую емкость гораздо проще заполнить диспергирующим материалом и освободить от него; возможность многократного изменения направления движения пены обеспечивает более существенное уменьшение габаритов камеры диспергирования; в прямом канале разность скоростей меньше, чем в криволинейном, а следовательно, выше однородность пены. В качестве факультативных признаков предлагаются следующие решения: а) камера диспергирования выполнена в виде емкости со съемной крышкой, закрепленной болтами через резиновую прокладку, а внутренние перегородки установлены с образованием лабиринта с единственной трассой, соединяющей входное и выходное отверстия камеры диспергирования; б) камера диспергирования выполнена в форме прямоугольного полого сосуда, а перегородки расположены перпендикулярно двум его противоположным граням с возможностью контакта с ними и не доходят по меньшей мере до одной из граней, пересекающих плоскость перегородки, образуя окно между перегородкой и гранью, причем окна внутри сосуда расположены в шахматном порядке; в) часть перегородок не доходит до двух граней сосуда с образованием двух окон, а другая – разделена на две части, расположенные в одной плоскости, с образованием окна посередине, при этом перегородки чередуются; г) перегородки выполнены наклонными к одной из граней сосуда с образованием расширяющегося канала по ходу движения пены; д) из двух отверстий камеры диспергирования, примыкающих либо к камере смешивания, либо к выпускному патрубку, по меньшей мере одно закрыто решеткой, удерживающей диспергирующий материал; е) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования; ж) пеногенерирующая сетка установлена между камерой диспергирования и выпускным патрубком; з) одна из пеногенерирующих сеток установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования, а другая – между камерой диспергирования и выпускным патрубком. Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.7 представлен пеногенератор (фасад и вид сверху), у которого камера диспергирования 10 имеет форму прямоугольного сосуда со съемной крышкой 11, имеющей резиновую прокладку и крепящейся болтами 12. На фиг.8 показаны разрезы пеногенератора: из камеры смешивания 1 пена через пеногенерирующие сетки 2 и решетку 3 поступает в камеру диспергирования 10, имеющую плоские внутренние перегородки 13 и заполненную диспергирующим материалом 5; каждая из перегородок короче камеры, благодаря чему внутри камеры образуется канал, обеспечивающий возможность многократного изменения направления движения пены по прямолинейному руслу. На фиг.9 представлена иная разновидность пеногенератора, у которого прямоугольная камера диспергирования 15 имеет крышку не на узком торце сосуда, а на самой большой его грани, такое конструктивное решение облегчает укладку и замену диспергирующего материала; кроме того, входное и выходное отверстия камеры диспергирования расположены не в конце, а в середине боковой грани, и первая перегородка образует два периферийных окна, тогда как вторая создает одно центральное окно и эти перегородки чередуются; такое конструктивное решение позволяет организовать два встречных потока пены в канале между первой и второй перегородками, что создает дополнительную турбулентность потока и способствует более интенсивному диспергированию пены. На фиг. 10 представлена еще одна разновидность пеногенератора, характеризующаяся тем, что перегородки камеры диспергирования выполнены наклонными к одной из ее граней, что позволяет организовать постепенно расширяющийся канал перемещения пены, создающий эффект ее движения по диффузору, использованному в одном из вышеназванных аналогов. Обозначения на чертежах: 10 – камера диспергирования с крышкой, примыкающей к торцовой грани; 11 – крышка камеры; 12 – болт; 13 – внутренняя перегородка; 14 – камера диспергирования с крышкой, примыкающей к большой грани; 15 – резиновая прокладка; 16 – внутренняя перегородка, создающая два окна; 17 – камера диспергирования с наклонными перегородками; 18 – наклонная перегородка. Третий вариант. Сущность изобретения: пеногенератор включает в себя каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешивания, осесимметричную, круглую в поперечном сечении камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом и имеющую внутренние перегородки; особенность пеногенератора в том, что внутренние осесимметричные перегородки выполнены по форме стенок камеры диспергирования с диаметром, уменьшающимся по направлению к оси, и расположены коаксиально, при этом перегородки крепятся к стенкам камеры или друг к другу через внутренние ребра и установлены с возможностью обеспечения многократного изменения направления движения потока пены внутри камеры диспергирования. Технический результат: возможны ситуации, когда выполнить камеру с внутренними коаксиальными перегородками проще, чем, действуя в соответствии с прототипом, создавать винтовую перегородку внутри криволинейного (конического) сосуда. Подобная ситуация может, например, сложиться при наличии достаточного количества подходящих заготовок – обрезков труб разного диаметра и т. п. При наличии съемной торцовой крышки такую камеру гораздо проще заполнить диспергирующим материалом и освободить от него; возможность многократного изменения направления движения пены (чего лишен прототип) обеспечивает более существенное уменьшение габаритов камеры диспергирования; на прямолинейных участках движения пены разность скоростей меньше, чем в криволинейном потоке, а следовательно, выше однородность пены. В качестве факультативных признаков предлагаются следующие решения: а) камера выполнена с поперечным сечением, перпендикулярным ее оси, в котором соотношение диаметров стенки камеры и коаксиальных перегородок выбирают с обеспечением равенства площадей поперечного сечения, ограниченного перегородкой, и площади любого коаксиального кольца, образованного парой соседних перегородок; б) камера выполнена с поперечным сечением, перпендикулярным ее оси, в котором соотношение диаметров стенки камеры и коаксиальных перегородок выбирают с обеспечением возрастания площади коаксиальных колец, ограниченных соседними перегородками по мере увеличения их диаметра; в) из двух отверстий камеры диспергирования, примыкающих либо к камере смешивания, либо к выпускному патрубку, по меньшей мере одно закрыто решеткой, удерживающей диспергирующий материал; г) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования; д) пеногенерирующая сетка установлена между камерой диспергирования и выпускным патрубком; е) одна из пеногенерирующих сеток установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования, а другая – между камерой диспергирования и выпускным патрубком. Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.11 представлен пеногенератор (фасад и вид сбоку), у которого камера диспергирования имеет форму цилиндрического сосуда с торцовыми стенками. На фиг.12 показаны продольный и поперечный разрезы этого пеногенератора. Обозначения на чертежах: 19 – камера диспергирования цилиндрической формы; 20 – внутренняя цилиндрическая перегородка; 21 – ребро, поддерживающее внутреннюю цилиндрическую перегородку; 22 – внутренняя пластина, перпендикулярная оси камеры. Четвертый вариант. Сущность изобретения: пеногенератор включает в себя каналы подачи пенообразователя и газообразного компонента, пеногенерирующие сетки, камеру смешивания, камеру диспергирования, заполненную диспергирующим материалом; особенность пеногенератора в том, что он снабжен несколькими камерами диспергирования, каждая из которых выполнена по форме призмы, или цилиндра, или части цилиндра, с торцовыми стенками в основаниях указанных фигур и отверстиями в боковых гранях вблизи оснований, причем камеры расположены с обеспечением перемещения пены через отверстия в боковых гранях от камеры смешивания до выпусного патрубка пеногенератора через все камеры диспергирования. Технический результат: возможны ситуации, когда изготовить несколько камер простейшей конфигурации (призма, цилиндр и т.п.) проще, чем выполнить одну камеру с перегородками, особенно криволинейными. Это может случиться при наличии достаточного количества некондиционных отрезков труб разного поперечного сечения. Такие емкости проще заполнить диспергирующим материалом и освободить от него. Отдельные камеры диспергирования могут быть упакованы в плотный пучок, в котором пена имеет возможность многократного изменения направления движения по прямолинейным траекториям (чего лишен прототип). Этим обеспечивается уменьшение не только габаритов камеры диспергирования, но и разницы скоростей потока пены по сечению камеры, что способствует повышению однородности пены. В качестве факультативных признаков предлагаются следующие решения: а) камера диспергирования выполнена с отверстием в боковой грани камеры диспергирования, примыкающим либо к подобному отверстию в боковой грани другой камеры диспергирования, либо к камере смешивания, либо к выпускному патрубку, при этом отдельные камеры диспергирования объединены в общий блок с помощью бандажей или накладок с болтами; б) камера диспергирования выполнена с основанием в виде треугольника; в) камера диспергирования выполнена с основанием в виде прямоугольника; г) камера диспергирования выполнена с основанием в виде кругового сектора и одной из боковых граней с цилиндрической поверхностью; д) к отверстиям в боковых стенках цилиндрических камер диспергирования примыкают патрубки для перемещения пены из одной камеры диспергирования в другую и деталей, соединяющих камеры диспергирования в единый жесткий блок; е) из двух отверстий камеры диспергирования, примыкающих или к камере смешивания, или к выпускному патрубку, по меньшей мере одно расположено в торцовой стенке; ж) отверстие камеры диспергирования, а также отверстие, примыкающее к выпускному патрубку, расположены в боковых стенках камер диспергирования, вблизи их оснований; з) из двух отверстий камеры диспергирования, примыкающих либо к камере смешивания, либо к выпускному патрубку, по меньшей мере одно закрыто решеткой, удерживающей диспергирующий материал; и) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования; к) пеногенерирующая сетка установлена между камерой диспергирования и выпускным патрубком; л) пеногенерирующая сетка установлена между камерой смешивания и камерой диспергирования, а также между камерой диспергирования и выпускным патрубком. Изобретение поясняется графическим материалом. На фиг.13 представлен пеногенератор (фасад и два поперечных разреза), выполненный из четырех камер диспергирования в виде призм с треугольными основаниями; призмы имеют отверстия (окна) в боковых гранях для перемещения пены, камера смешивания (с каналами подачи пенообразователя и воздуха, с пеногенерирующими сетками и решеткой) примыкает к отверстию в торцовой стенке одной из призм, а к отверстию в боковой грани другой камеры диспергирования примыкает выпускной патрубок с пеногенерирующими сетками и решеткой; все призмы соединены бандажом в общий блок. На фиг.14 показан пеногенератор, состоящий из четырех камер диспергирования, имеющих форму призм с прямоугольным основанием; на чертеже показаны резиновые прокладки между призмами и узлы возможного соединения призм в виде металлических пластин с болтами. На фиг.15 изображен пеногенератор, у которого четыре камеры диспергирования имеют форму четверти цилиндра с двумя торцовыми стенками, двумя плоскими боковыми гранями и одной боковой гранью в виде части цилиндра. На фиг.16 представлен пеногенератор из семи цилиндрических камер диспергирования, имеющих торцовые стенки и соединенных патрубками, выполняющими двойную функцию – силовых элементов, объединяющих все камеры диспергирования в общий блок, и функцию каналов, по которым пена передается из одной камеры в другую; камера смешивания, так же как и выпускной патрубок, примыкает к отверстию в торцовой стенке камеры диспергирования. Обозначения на чертежах: 23 – боковые грани камеры диспергирования; 24 – отверстие (окно) в боковой грани; 25 – выпускной патрубок; 26 – камера диспергирования в форме призмы с прямоугольным основанием; 27 – бандаж, объединяющий камеры диспергирования; 28 – резиновые прокладки; 29 – накладка с болтами для соединения между собой отдельных камер диспергирования; 30 – цилиндрическая камера диспергирования; 31 – патрубки для перемещения пены и для объединения камер диспергирования в общий блок. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР 1364484, кл. В 28 С 5/38. 2. Патент РФ 2122889, кл. 6 В 01 F 3/04. 3. Патент РФ 2047488, кл. 6 В 28 С 5/38. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.11.2003
Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006
|
||||||||||||||||||||||||||