УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА ИЗ ПЕНООБРАЗУЮЩЕЙ И СМОЛЯНОЙ КОМПОЗИЦИИ
PLANT FOR MAKING FOAM PLASTIC FROM FOAM-FORMING AND PITCH COMPOSITION

Изобретение относится к области получения тепло- и звукоизолирующего пенопласта.
Наиболее близкой к описываемому является известная установка получения пенопласта, содержащая две емкости, одна из которых заполнена смоляной композицией, смесительную камеру, связанный со смесительной камерой пеногенератор и источник сжатого воздуха, соединенный с пеногенератором и смесительной камерой, отличающаяся тем, что смесительная камера снабжена устройством для распыления смоляной композиции, связанным с емкостью, заполненной смоляной композицией, а вторая емкость заполнена пенообразователем с отвердителем и связана с пеногенератором, а в качестве источника сжатого воздуха она имеет компрессор, емкость для пенообразователя с отвердителем снабжена плунжерным насосом-дозатором для подачи указанных компонентов в пеногенератор, емкость для смоляной композиции снабжена шестеренчатым насосом для подачи композиции в смесительную камеру, насосы имеют общий привод для синхронной работы, устройство для распыления смоляной композиции выполнено в виде связанной с компрессором форсунки, образующей смоляной факел для впрыскивания смоляной композиции в пену, выход смесительной камеры снабжен шлангом для подачи жидкого пенопласта в формообразующий инструмент, причем все узлы установки смонтированы на шасси автомобиля (патент РФ №2139191 - прототип).
Недостатками известной установки являются высокая материалоемкость производства и высокая кажущаяся плотность получаемого пенопласта.
Технически достижимый результат - повышение кратности пены в процессе смешивания компонентов и обеспечение получения пенопласта с пониженной кажущейся плотностью и материалоемкостью.
Это достигается тем, что установка для получения пенопласта содержит пеногенератор эжекционного типа, содержащий цилиндрический корпус с фланцами на торцах, в одном из которых установлено сопло для подвода водного раствора пенообразователя, а в боковой поверхности корпуса выполнены отверстия для подвода воздуха, установленную внутри корпуса напротив сопла камеру смешения, прикрепленную большим основанием к фланцу напротив сопла, а сопло выполнено из конической обечайки, обращенной вершиной конуса в сторону, противоположную фланцу для подвода водного раствора пенообразователя, а внутри сопла размещен эжектор, выполненный в виде конической обечайки с обтекателем, образующим с конической обечайкой коническую полость, причем обтекатель по форме выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, например шара, эллипсоида, а коническая обечайка эжектора соосна конической обечайкой сопла, при этом между коническими обечайками сопла и эжектора имеется зазор кольцевого типа с переменным сечением, причем конические поверхности сопла и эжектора имеют равные углы при вершинах конуса, их образующего, а эжектор крепится к соплу посредством, по крайней мере, трех эжектирующих трубок, один конец которых расположен в полости, а другой - в полости цилиндрического корпуса, причем к конической обечайке эжектора соосно прикреплен цилиндрический горизонтальный воздуховод, у среза которого размещены, по крайней мере, три радиальных воздуховода, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и закрепленные одним концом к корпусу, причем их оси расположены радиально и равномерно в этой плоскости, а свободный конец радиальных воздуховодов расположен у среза горизонтального воздуховода, а напротив и соосно соплу установлена камера смешения, состоящая из соосных между собой конфузора, цилиндрической части и диффузора, прикрепленного большим основанием к фланцу.
На фиг.1 представлена блок-схема установки для получения пенопласта, на фиг.2 - схема пеногенератора эжекционного типа.
Установка для получения пенопласта (фиг.1) включает емкость 1, заполненную пенообразователем с отвердителем, емкость 2, заполненную смоляной композицией, пеногенератор 3, смесительную камеру 4 с устройством для распыления смоляной композиции и источник сжатого воздуха, соединенный с пеногенератором 3. Емкость 1 соединена с пеногенератором 3 через плунжерный насос-дозатор 6 и ресивер 7. Устройство для распыления смоляной композиции выполнено в виде форсунки 13. Емкость 2 связана с форсункой 13 смесительной камеры 4 через шестеренчатый насос 8 и ресивер 9. Насос-дозатор 6 и шестеренчатый насос 8 имеют общий привод 10 для синхронной работы. В качестве источника сжатого воздуха служит компрессор 5, который через регулировочные вентили 14 и 15 связан с пеногенератором 3 и смесительной камерой. Пеногенератор 3 соединен непосредственно со смесительной камерой 4. К выходу смесительной камеры подключен шланг 11 с насадком 20 для подачи жидкого пенопласта к формообразующему инструменту 12 для формования, отверждения и сушки пенопласта. Трубопроводы (шланги), соединяющие емкости для компонентов и компрессор с пеногенератором и смесительной камерой, снабжены средствами контроля и регулирования, в частности манометрами 16 и 17 и запорными клапанами 18 и 19.
Пеногенератор эжекционного типа (фиг.2) содержит цилиндрический корпус 21 с фланцем 22, закрепленным на одном из его торцев, в котором выполнено отверстие 24 для подвода водного раствора пенообразователя. К фланцу 22, соосно корпусу 21, прикреплено сопло 23 из конической обечайки для подвода водного раствора пенообразователя, обращенное вершиной конуса в сторону, противоположную фланцу 22. Внутри сопла 23 размещен эжектор, выполненный в виде конической обечайки 25 с обтекателем 26, образующим с конической обечайкой 25 коническую полость 27, причем обтекатель 26 по форме выполнен в виде поверхности вращения второго порядка, например шара, эллипсоида, параболоида и др.
Коническая обечайка 25 эжектора соосна конической обечайке сопла 23, причем конические поверхности сопла 23 и обтекателя 26 имеют равные углы при вершинах конуса, их образующего. Между коническими обечайками сопла 23 и эжектора 25 имеется зазор 29 кольцевого типа с переменным сечением, обеспечивающим увеличение скорости водного раствора пенообразователя, скорости движения эжектируемого воздуха, и, следовательно, приводящим к образованию более мелкодисперсной пены.
Эжектор крепится к соплу 23 посредством, по крайней мере, трех эжектирующих трубок 30, один конец которых расположен в полости 27, а другой - в полости цилиндрического корпуса 21. К конической обечайке 25 эжектора соосно прикреплен цилиндрический горизонтальный воздуховод 28, у среза которого размещены, по крайней мере, три радиальных воздуховода 31, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и закрепленные одним концом к корпусу 21, причем их оси расположены радиально и равномерно в этой плоскости, а свободный конец радиальных воздуховодов расположен у среза горизонтального воздуховода 28. Напротив и соосно соплу 23 установлена камера смешения, состоящая из соосных между собой конфузора 32, цилиндрической части 33 и диффузора 34, прикрепленного большим основанием к фланцу (на чертеже не показано) для выхода пены. Диффузор 34 может быть выполнен сетчатым.
Способ получения пенопласта из пенообразующей и смоляной композиции осуществляется следующим образом.
В емкость 2 заливают смоляную композицию на основе карбамидформальдегидной смолы, а в емкость 1 заливают пенообразователь, в качестве которого используют композицию из триэтаноламиновой соли лаурилсульфата, ортофосфорной кислоты и ' резорцина в воде (АВО-2).
Пенообразователь АВО-2 из емкости 1 насосом-дозатором 6 через ресивер 7 подают в пеногенератор 3. Сюда же через регулировочный вентиль подают сжатый воздух от компрессора 5. При этом в пеногенераторе под воздействием сжатого воздуха происходит предварительное вспенивание пенообразователя АВО-2. Образовавшуюся жидкую пену потоком сжатого воздуха транспортируют в смесительную камеру 4. Смоляную композицию из емкости 2 с помощью шестеренчатого насоса 8 через ресивер 9 подают в форсунку 13 смесительной камеры 4. Сюда же через регулировочный вентиль подают сжатый воздух от компрессора 5 для распыления смоляной композиции форсункой. Смоляная композиция и сжатый воздух образуют смоляной факел. Распыленная смоляная композиция впрыскивается в подаваемую в смесительную камеру 4 жидкую пену, тонким слоем обволакивая пузырьки пены. При этом под воздействием сжатого воздуха, поступающего вместе с пеной из пеногенератора, и сжатого воздуха от форсунки в смесительной камере происходят дальнейшее интенсивное ценообразование и смешивание пены с распыляемой смоляной композицией.
Пеногенератор вибрационного типа работает следующим образом.
В случае возникновения пожара в резервуаре и срабатывании системы подслойного тушения пожара (на чертеже не показано), водный раствор пенообразователя подается насосной установкой или пожарной машиной под давлением в пеногенератор. Водный раствор пенообразователя под давлением через входные отверстия сопла 23 попадает в кольцевой зазор 29. За счет кинетической энергии струи, воздух, находящийся во внутренней полости корпуса, засасывается наружной движущейся с большой скоростью поверхностью струи через эжектирующие трубки 30 и воздуховоды 31 в камеру смешения, чему способствует переменное сечение кольцевого зазора 29. Этот воздух, находясь в замкнутом пространстве, внутри струи, гарантировано доставляется в камеру смешения, где происходит образование пены требуемой кратности. Между коническими обечайками сопла 23 и эжектора имеется зазор 29 кольцевого типа с переменным сечением, обеспечивающим увеличение скорости водного раствора пенообразователя, скорости движения эжектируемого воздуха, и, следовательно, приводящим к образованию более мелкодисперсной пены.
Такое интенсивное ценообразование обеспечивает приблизительно двойную по сравнению с известным способом кратность пены на выходе из смесительной камеры. В камере 4 образуется жидкий пенопласт в виде высоковспененной воздушно-смоляной смеси, который по шлангу 11 подают в формообразующий инструмент 12, где пенопласт отверждается и сушится, образуя жесткий высокопористый изолирующий элемент конструкции.