一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》是馬鞍山十七冶工程科技有限責任公司於2013年6月13日申請的發明專利，該專利的申請號為2013102329733，公布號為CN103302725A，授權公布日為2013年9月18日，發明人是雷團結、樊傳剛、劉磊彬、唐世敏、錢元弟。

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》屬於混凝土製備技術領域。該發泡機包括發泡室、充氣室、氣泡切割攪拌系統、空壓機、儲氣罐、高壓空氣配氣系統、造泡用氣體管道、吹送泡沫氣體管道、泡沫劑溶液儲罐、泡沫吹送管道及泡沫劑溶液輸送管道。該發明泡沫機生成的泡沫的孔徑細小、均勻，且泡徑可控，因此所獲得的泡沫混凝土具有細小均勻的空隙結構，具有比其他發泡機發泡混凝土更好的力學和熱學性能。

2016年12月7日，《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》摘要附圖）

基本介紹

• 公布號：CN103302725A
• 公布日：2013年9月18日
• 申請號：2013102329733
• 申請日：2013年6月13日
• 申請人：馬鞍山十七冶工程科技有限責任公司
• 地址：安徽省馬鞍山市雨山區天門大道中段528號
• 發明人：雷團結、樊傳剛、劉磊彬、唐世敏、錢元弟
• Int.Cl.：B28B1/50(2006.01)I
• 代理機構：馬鞍山市金橋專利代理有限公司
• 代理人：奚志鵬

專利背景

發泡機是一種將發泡劑製成發泡混凝土的裝置。隨著節能需求，發泡混凝土的使用越來越普及，發泡機將發泡劑吹製成能製備輕混凝土的氣泡，它具有製備輕質材料效率高、成本低等特點。所製備成的發泡混凝土已用在輕質砌塊、發泡混凝土自保溫牆板、發泡混凝土隔熱屋頂層，以及外牆外保溫掛板等。從發泡原理來劃分，2013年6月前廣泛套用的有高速葉輪型、高壓空氣型、鼓風中低壓型等三類。不論何種發泡機，都是將空氣引入發泡劑溶液中，各種機型的變化在於引入氣體的方式不同，因而效果不同。

傳統的混凝土泡沫機產生泡沫是通過用高壓空氣將泡沫劑溶液先霧化，然後通過裝有不鏽鋼絲等填充物的發泡管，通過該區域的空隙大小和空隙率大小以及填充物阻力來控制泡沫的發生量和泡沫的泡徑大小，因此獲得的泡沫的泡徑較大，且泡徑不均勻，當其攪拌到混凝土中去後會導致小泡徑泡沫被破壞，大泡徑泡沫的泡徑增大，使獲得的輕質泡沫混凝土的力學強度不高，隔熱隔音效果不理想。如果將進入泡沫劑能形成氣泡的氣體單元大小進行控制，以細小直徑的均勻流股形式進入泡沫劑溶液，然後流股再被切割成大小均勻的單個氣泡，那么就能獲得均勻小泡徑的泡沫，這種泡沫和水泥漿混合後，因大小均勻而很難在攪拌過程中被破壞，因此能夠形成小泡徑、泡孔大小均勻的泡沫混凝土結構，該結構相對於傳統泡沫混凝土的力學強度、隔熱、隔音性能等將會有顯著地提高。

發明內容

專利目的

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》針對2013年6月前已有技術存在的上述問題，提供一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法。

技術方案

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》所提供的一種泡沫混凝土發泡機包括發泡室1、充氣室2、氣泡切割攪拌系統3、空壓機4、儲氣罐5、高壓空氣配氣系統6、造泡用氣體管道7、吹送泡沫氣體管道8、泡沫劑溶液儲罐9、泡沫吹送管道10及泡沫劑溶液輸送管道101；所述發泡室1上部的一側與泡沫吹送管道10相連，所述發泡室1上部的另一側與吹送泡沫氣體管道8相連，所述發泡室1中設定有所述氣泡切割攪拌系統3中的攪拌桿11和攪拌切割葉片12，所述氣泡切割攪拌系統3中的傳動電機14設定在所述發泡室1的外部，所述傳動電機14通過聯軸器13與穿過發泡室1頂部的攪拌桿11連線，所述傳動電機14的機座固定在所述發泡室1的頂部；所述發泡室1下部的一側與所述泡沫劑溶液輸送管道101相連，所述泡沫劑溶液輸送管道101的另一端與所述泡沫劑溶液儲罐9相連，所述泡沫劑溶液輸送管道101在靠近所述泡沫劑溶液儲罐9處設定有控制進料量的閥門102；所述發泡室1通過位於其底部的多孔布氣板103與所述充氣室2相連，所述充氣室2通過所述造泡用氣體管道7與所述高壓空氣配氣系統6的出氣口201相連，所述造泡用氣體管道7在靠近所述充氣室2的位置設定有止逆閥15；所述空壓機4通過所述儲氣罐5與所述高壓空氣配氣系統6相連，所述高壓空氣配氣系統6的進氣口202與所述儲氣罐5相接，所述儲氣罐5通過管道連線到所述空壓機4的出氣口上；所述泡沫劑溶液輸送管道101與所述發泡室1的連線位置位於多孔布氣板103與攪拌切割葉片12之間，接口為1個以上，所述泡沫劑溶液輸送管道101另一端與所述泡沫劑溶液儲罐9相連，所述泡沫劑溶液儲罐9上裝有料位器901，能夠指示泡沫劑溶液儲罐9的液面高度。

所述充氣室2與發泡室1之間通過多孔布氣板103連線在一起，所述多孔布氣板103的孔隙直徑50~100微米，孔隙率40%~80%，多孔布氣板103的表面光滑，多孔布氣板103的材質為多孔金屬板或多孔陶瓷板或多孔纖維布板，板的厚度為5~10毫米。

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》所提供的一種泡沫混凝土發泡機的發泡方法具體步驟如下：

（1）將泡沫劑溶液倒入泡沫劑溶液儲罐9中，然後開通所述泡沫劑溶液儲罐9與發泡室1之間的控制進料量的閥門102，使泡沫劑溶液進入所述發泡室1，且所述發泡室1和泡沫劑溶液儲罐9之間具有同一高度的液位，液位通過泡沫劑溶液儲罐9上的料位器901來控制。

（2）啟動空壓機4，使儲氣罐5中保持0.5兆帕以上的空氣壓力，然後開通儲氣罐5與高壓空氣配氣系統6之間的進入充氣室2的第一閥門508，通過穩壓和穩流及控制流速，使高壓空氣進入造泡用氣體管道7，然後靠高壓空氣自身壓力推開止逆閥15，進入充氣室2，再進入多孔布氣板103，並帶著該處的發泡液一起進入發泡室1。

（3）啟動氣泡切割攪拌系統3中的傳動電機14，使攪拌切割葉片12高速旋轉，轉速大於1000轉/分鐘，將通過多孔布氣板103的細小氣流切割攪拌成大小均勻的細小泡沫。

（4）開通儲氣罐5與高壓空氣配氣系統6之間的進入輸送泡沫管道的第二閥門509，通過穩壓和穩流及控制流速，使低壓空氣進入泡沫吹送管道10，然後進入發泡室1，吹動發泡室1內源源不斷產生的泡沫進入吹送泡沫氣體管道8，泡沫中所泌出的液體通過伸縮口斜坡回流入發泡室1，泡沫被輸送到混凝土攪拌機中被攪入水泥漿，製成泡沫混凝土。

改善效果

1、《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》泡沫機所造泡沫採用低壓（1~1.5atm）空氣作為輸送動力，通過控制低壓空氣的流量和流速可以精確控制泡沫的流量，因此可以較為精確控制泡沫混凝土的水泥漿和泡沫之間的配合比；

2、該發明的泡沫機在泡沫輸送過程中，設有泡沫中因重力作用泌出發泡劑溶液的機制和回收機制，使泡沫中泌出發泡劑溶液不會混入到水泥漿，因此不會影響泡沫混凝土的水灰比，不會對混凝土的設計強度產生不利影響；

3、該發明泡沫機生成泡沫的孔徑細小，均勻，且泡徑可控，因此所獲得的泡沫混凝土具有細小均勻的空隙結構，具有比其他發泡機發泡混凝土更好的力學和熱學性能。

附圖說明

圖1為《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》發泡機的結構示意圖。

圖中：1：發泡室；2：充氣室；3：氣泡切割攪拌系統；4：空壓機；5：儲氣罐；6：高壓空氣配氣系統；7：造泡用氣體管道；8：吹送泡沫氣體管道；9：泡沫劑溶液儲罐；10：泡沫吹送管道；11：攪拌桿；12：攪拌切割葉片；13：聯軸器；14：傳動電機；15：止逆閥；101：泡沫劑溶液輸送管道；102：控制進料量的閥門；103：多孔布氣板；104：塑膠圓環；201：高壓空氣配氣系統出氣口；202：高壓空氣配氣系統的進氣口；508：第一閥門；509：第二閥門；901：料位器；601：T型氣體接口；602：第一減壓閥；603：第一穩流閥；604：第一轉子流量計；605：第二減壓閥；606：第二穩流閥；607：第二轉子流量計。

圖1

技術領域

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》屬於混凝土製備技術領域，具體涉及一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法。

權利要求

1.一種泡沫混凝土發泡機，其特徵在於所述發泡機包括發泡室（1）、充氣室（2）、氣泡切割攪拌系統（3）、空壓機（4）、儲氣罐（5）、高壓空氣配氣系統（6）、造泡用氣體管道（7）、吹送泡沫氣體管道（8）、泡沫劑溶液儲罐（9）、泡沫吹送管道（10）及泡沫劑溶液輸送管道（101）；所述發泡室（1）上部的一側與泡沫吹送管道（10）相連，所述發泡室（1）上部的另一側與吹送泡沫氣體管道（8）相連，所述發泡室（1）中設定有所述氣泡切割攪拌系統（3）中的攪拌桿（11）和攪拌切割葉片（12），所述氣泡切割攪拌系統（3）中的傳動電機（14）設定在所述發泡室（1）的外部，所述傳動電機（14）通過聯軸器（13）與穿過發泡室（1）頂部的攪拌桿（11）連線，所述傳動電機（14）的機座固定在所述發泡室（1）的頂部；所述發泡室（1）下部的一側與所述泡沫劑溶液輸送管道（101）相連，所述泡沫劑溶液輸送管道（101）的另一端與所述泡沫劑溶液儲罐（9）相連，所述泡沫劑溶液輸送管道（101）在靠近所述泡沫劑溶液儲罐9處設定有控制進料量的閥門（102）；所述發泡室(1)通過位於其底部的多孔布氣板（103）與所述充氣室（2）相連，所述充氣室（2）通過所述造泡用氣體管道（7）與所述高壓空氣配氣系統（6）的出氣口（201）相連，所述造泡用氣體管道（7）在靠近所述充氣室（2）的位置設定有止逆閥（15）；所述空壓機（4）通過所述儲氣罐（5）與所述高壓空氣配氣系統（6）相連，所述高壓空氣配氣系統（6）的進氣口（202）與所述儲氣罐（5）相接，所述儲氣罐（5）通過管道連線到所述空壓機（4）的出氣口上；所述泡沫劑溶液輸送管道（101）與所述發泡室（1）的連線位置位於所述多孔布氣板（103）和攪拌切割葉片（12）之間，接口為1個以上，所述泡沫劑溶液輸送管道（101）另一端與所述泡沫劑溶液儲罐（9）相連，所述泡沫劑溶液儲罐（9）上裝有料位器（901）。

2.根據權利要求2所述的一種泡沫混凝土發泡機，其特徵在於所述充氣室(2)與所述發泡室(1)之間通過多孔布氣板（103）連線在一起，所述多孔布氣板（103）的孔隙直徑50~100微米，孔隙率40%~80%，所述多孔布氣板（103）的表面光滑。

3.根據權利要求2所述的一種泡沫混凝土發泡機，其特徵在於所述高壓空氣配氣系統（6）包括T型氣體接口（601）、第一減壓閥（602）、第一穩流閥（603）、第一轉子流量計（604）、第二減壓閥（605）、第二穩流閥（606）以及第二轉子流量計（607）；所述T型氣體接口（601）、第一減壓閥（602）、第一穩流閥（603）、第一轉子流量計（604）用於穩定控制造泡用氣體；所述T型氣體接口（601）、第二減壓閥（605）、第二穩流閥（606）以及第二轉子流量計（607）用於穩定控制輸送泡沫空氣用低壓空氣。

4.如權利要求1所述的一種泡沫混凝土發泡機的發泡方法，其特徵在於該發泡方法具體步驟如下：

（1）將泡沫劑溶液倒入泡沫劑溶液儲罐（9）中，然後開通所述泡沫劑溶液儲罐（9）與發泡室（1）之間的控制進料量的閥門（102），使泡沫劑溶液進入所述發泡室（1），且所述發泡室（1）和泡沫劑溶液儲罐（9）之間具有同一高度的液位，液位通過泡沫劑溶液儲罐（9）上的料位器（901）來控制；

（2）啟動空壓機（4），使儲氣罐（5）中保持0.5兆帕以上的空氣壓力，然後開通儲氣罐（5）與高壓空氣配氣系統（6）之間的進入充氣室（2）的第一閥門（508），通過穩壓和穩流及控制流速，使高壓空氣進入造泡用氣體管道（7），然後靠高壓空氣自身壓力推開止逆閥（15），進入充氣室（2），再進入多孔布氣板（103），並帶著該處的發泡液一起進入發泡室（1）；

（3）啟動氣泡切割攪拌系統（3）中的傳動電機（14），使攪拌切割葉片（12）高速旋轉，轉速大於1000轉/分鐘，將通過多孔布氣板（103）的細小氣流切割攪拌成大小均勻的細小泡沫；

（4）開通儲氣罐（5）和高壓空氣配氣系統（6）之間的進入輸送泡沫管道的第二閥門（509），通過穩壓和穩流及控制流速，使低壓空氣進入泡沫吹送管道（10），然後進入發泡室（1），吹動發泡室內源源不斷產生的泡沫進入吹送泡沫氣體管道（8），泡沫中所泌出的液體通過伸縮口斜坡回流入發泡室（1），泡沫被輸送到混凝土攪拌機中被攪入水泥漿，製成泡沫混凝土。

實施方式

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》提供的發泡機包括：發泡室1、充氣室2、氣泡切割攪拌系統3、空壓機4、儲氣罐5、高壓空氣配氣系統6、造泡用氣體管道7、吹送泡沫氣體管道8、泡沫劑溶液儲罐9及泡沫劑溶液輸送管道101。其中，發泡室1的上部一側與泡沫吹送管道10相連，另一側與吹送泡沫氣體管道8相連，發泡室1中布置有氣泡切割攪拌系統的攪拌桿11和攪拌切割葉片12，氣泡切割攪拌系統3的傳動電機14布置在發泡室1的外部，傳動電機14通過聯軸器13與穿過發泡室頂部的攪拌桿11連線，傳動電機14的機座固定在發泡室1的頂部；發泡室1的下部一側與泡沫劑溶液輸送管道101相連，泡沫劑溶液輸送管道101的另一端與泡沫劑溶液儲罐9相連，泡沫劑溶液輸送管道101靠近泡沫劑溶液儲罐9處裝有控制進料量的閥門102；發泡室1的底部通過一個多孔布氣板103與充氣室2相連，充氣室2通過造泡用氣體管道7與高壓空氣配氣系統6的出氣口201相連，造泡用氣體管道7靠近充氣室2處裝有止逆閥15，高壓空氣配氣系統6的進氣口202與儲氣罐5相接，儲氣罐5通過管道連線到空壓機4的出氣口上。

所述攪拌桿11與位於所述發泡室1頂部的塑膠圓環104相配合，所述塑膠圓環104具有讓所述攪拌桿11在高速轉動過程中有密封作用，所述塑膠圓環104材質為聚四氟乙烯。

所述充氣室2與發泡室1之間通過一個多孔布氣板103連線在一起，多孔布氣板103的孔隙直徑為50~100微米，孔隙率40%~80%，多孔布氣板103的表面光滑，多孔布氣板103的材質為多孔陶瓷板，板的厚度為10毫米。

所述的泡沫劑溶液輸送管道101與發泡室1連線位置位於多孔布氣板103和攪拌切割葉片12之間，接口為4個，泡沫劑溶液輸送管道101另一端與泡沫劑溶液儲罐9相連，泡沫劑溶液儲罐9上裝有料位器901，能指示泡沫劑溶液儲罐9的液面高度。

所述高壓空氣配氣系統6包括T型氣體接口601、第一減壓閥602、第一穩流閥603、第一轉子流量計604、第二減壓閥605、第二穩流閥606以及第二轉子流量計607；所述T型氣體接口601、第一減壓閥602、第一穩流閥603、第一轉子流量計604用於穩定控制造泡用氣體；所述T型氣體接口601、第二減壓閥605、第二穩流閥606以及第二轉子流量計607用於穩定控制輸送泡沫空氣用低壓空氣。

《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》所提供的一種泡沫混凝土發泡機的發泡方法具體步驟如下：

（一）將泡沫劑溶液倒入泡沫劑溶液儲罐9，然後開通泡沫劑溶液儲罐9與發泡室1之間的控制進料量的閥門102，使泡沫劑溶液進入發泡室1，且發泡室1和泡沫劑溶液儲罐9之間具有同一高度的液位，液位通過泡沫劑溶液儲罐9上的料位器901來控制。

（二）啟動空壓機4，使儲氣罐5中保持0.5兆帕以上的空氣壓力，然後開通儲氣罐5和高壓空氣配氣系統6之間的進入充氣室的第一閥門508，通過穩壓和穩流及控制流速，使高壓空氣進入造泡用氣體管道7，然後靠高壓空氣自身壓力推開止逆閥15，進入充氣室2，再進入多孔布氣板103，並帶著該處的發泡液一起進入發泡室1。

（三）啟動氣泡切割攪拌系統3的傳動電機14，使攪拌切割葉片12高速旋轉，轉速1200轉/分鐘，將通過布氣板103的細小氣流切割攪拌成大小均勻的細小泡沫。

開通儲氣罐5和高壓空氣配氣系統6之間的進入輸送泡沫管道的第二閥門509，通過穩壓和穩流及控制流速，使低壓空氣進入泡沫吹送管道10，然後進入發泡室1，吹動發泡室內源源不斷產生的泡沫進入吹送泡沫氣體管道8，泡沫中所泌出的液體通過伸縮口斜坡回流入發泡室1，泡沫被輸送到混凝土攪拌機中被攪入水泥漿，形成泡沫混凝土。所形成的泡沫混凝土具有均勻的小空隙多孔結構，硬化後具有較為理想的力學和隔熱性能。

榮譽表彰

2016年12月7日，《一種泡沫混凝土發泡機及其發泡方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。