CN110788996B - 一种石膏板芯微孔发泡***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏板芯微孔发泡***，包括物料均化***、恒温***、供气***、起泡***和控制***，起泡***包括一级发泡装置和二级发泡装置，其发泡方法为：将发泡剂溶液增压后与压缩空气混合，在降压喷射后形成泡液混合液，并喷入一级发泡装置中；一级发泡装置和二级发泡装置依次对泡液混合液发泡；本发明的供气***在发泡剂溶液输入一级发泡装置的过程中，向流动的发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，并向一级发泡装置中喷射形成泡液混合液，泡液混合液经过一级发泡装置发泡后，再由二级发泡装置来进一步搅拌混合以及调节气泡大小，有助于制成气泡分布和气泡大小都均匀的微孔发泡原液。

Description

一种石膏板芯微孔发泡***及方法

技术领域

本发明实施例涉及建筑材料制造技术领域，具体涉及一种石膏板芯微孔发泡***及方法。

背景技术

纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量添加剂与纤维做板芯，以特制高强度纤维纸为上下护面纸，经加工制成的板材。纸面石膏板具有韧性好、阻燃、尺寸稳定、表面平整、可以锯割、便于施工等特点，应用广泛。

目前，工业上制备纸面石膏板主要以脱硫石膏为原料，且石膏板板芯主要由石膏以及均布的微孔打泡组成，微孔打泡能够实现石膏板的轻量化，降低产品的生产成本，同时能够提高石膏板产品的物理性能，而生产轻质石膏板的首要技术问题是解决板芯泡孔一致性问题，石膏板板芯气孔均匀稳定分布一直是限制石膏板轻量化的技术瓶颈。

现有技术中，导致生产的石膏板板芯中气孔分布不均匀的问题主要有：

(1)发泡剂溶液与压缩空气混合不均匀，在进入发泡装置进行发泡时，导致泡沫的稳定性差，且泡沫大小不均一；

(2)发泡剂溶液仅经过一次发泡工序，不便于对泡沫大小进行调节，不仅不利于减小泡沫的尺寸，也难以使泡沫的尺寸保持均匀一致性。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种石膏板芯微孔发泡***及方法，以解决现有技术中，由于发泡剂溶液与压缩空气混合不均匀以及发泡工序单一，而导致的石膏板板芯气孔分布和大小都不均匀的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种石膏板芯微孔发泡***，包括物料均化***、恒温***、供气***、起泡***和控制***，所述物料均化***与所述恒温***以及起泡***连接，所述供气***与所述起泡***连接，所述控制***与所述物料均化***、恒温***以及供气***连接，其特征在于，所述恒温***供应温度恒定在预设范围内的温水，所述物料均化***将温水与发泡剂混合成发泡剂溶液，所述起泡***包括一级发泡装置和二级发泡装置，所述供气***在所述发泡剂溶液输入所述一级发泡装置的过程中，向流动的所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入压缩空气后的所述发泡剂溶液，依次经过所述一级发泡装置和所述二级发泡装置后制成微孔发泡原液。

进一步地，所述物料均化***包括第一计量泵、均化仓、第二计量泵和混合泵，所述温水与发泡剂依次经过所述第一计量泵、均化仓、第二计量泵和混合泵后制成发泡剂溶液。

进一步地，所述一级发泡装置包括第一腔壳和转动安装在所述第一腔壳内的第一叶轮，所述二级发泡装置包括第二腔壳和转动安装在所述第二腔壳内的第二叶轮，所述第一腔壳上安装有与所述第一叶轮相对设置的进料管，所述第二腔壳上安装有与所述第二叶轮相对设置的出料管，所述第一腔壳与所述第二腔壳之间通过泡液泵送管连接，所述泡液泵送管的一端与所述第一腔壳切向连接，且另一端与所述第二腔壳切向连接。

进一步地，所述进料管上安装有进气管，所述供气***包括气泵和储气罐，所述气泵通过所述储气罐与所述进气管相连接；所述进料管内设置有气液混合起泡机构，所述气液混合起泡机构依次包括相互连通的加压腔、混合腔，以及与所述第一腔壳相连通的释压腔，所述进气管与所述混合腔相连通。

进一步地，所述出料管上安装有泡沫析水装置，所述泡沫析水装置包括析水管、腔壳，以及驱动所述析水管转动的驱动机构，所述析水管的一端与所述出料管的出料端转动连接；所述腔壳转动套接在所述析水管上，所述析水管外壁与所述腔壳内壁之间设置有液腔，所述析水管内壁上开设有若干个连通所述液腔的析水孔，所述腔壳上安装有与所述液腔相连通的回收管。

进一步地，所述析水管的内壁上安装有若干个犁状爪，若干个所述犁状爪沿轴向分布。

一种石膏板芯微孔发泡方法，包括步骤:

S100、将发泡剂和水在预设温度下，通过所述物料均化***混合成发泡剂溶液；

S200、所述供气***向所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入压缩空气后的所述发泡剂溶液在所述气液混合起泡机构中制成泡液混合液；

S300、所述一级发泡装置以第一频率将所述泡液混合液制成一级发泡原液；

S400、所述二级发泡装置以第二频率将所述一级发泡原液制成微孔发泡原液。

进一步地，所述恒温***供应温度为45℃～50℃的所述水，从而保持所述预设温度在30℃～35℃。

进一步地，所述预设压力为0.3Mpa～0.35Mpa。

进一步地，所述第一频率为45Hz～50Hz，所述第二频率为35Hz～40Hz。

本发明的实施方式具有如下优点：

在发泡剂溶液输入一级发泡装置的过程中，向流动的发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，有利于空气与发泡剂溶液的混合；而泵入适量压缩空气后的发泡剂溶液，经过一级发泡装置发泡后，再由二级发泡装置来进一步搅拌混合以及调节气泡大小，有助于制成气泡分布和气泡大小都均匀的微孔发泡原液。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式的微孔发泡***示意图；

图2为本发明实施方式的发泡***示意图；

图3为本发明实施方式的第二发泡装置结构示意图；

图4为本发明实施方式的第一发泡装置结构示意图；

图5为本发明实施方式的微孔发泡***框图。

图中：

1-第一发泡装置；2-第二发泡装置；3-第一计量泵；4-均化仓；5-第二计量泵；6-混合泵；7-出料管；8-泡液泵送管；9-进气管；10-气泵；11-储气罐；12-气液混合起泡机构；13-泡沫析水装置；14-犁状爪；15-进料管；

101-第一腔壳；102-第一叶轮；201-第二腔壳；202-第二叶轮；

1201-加压腔；1202-混合腔；1203-释压腔；

1301-析水管；1302-腔壳；1303-驱动机构；1304-析水孔；1305-回收管；1306-液腔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示、如图5所示，本发明公布了一种石膏板芯微孔发泡***，包括物料均化***、恒温***、供气***、起泡***和控制***，所述恒温***包括储存有温水的恒温箱，通过恒温箱供应温度为45℃～50℃的温水，所述物料均化***将温水与发泡剂混合成发泡剂溶液，混合后的发泡剂溶液温度为30℃～35℃，使发泡剂溶液的浓度和气泡大小可控，且有利于气泡的稳定性。

如图2至图4所示，所述起泡***包括一级发泡装置1和二级发泡装置2，所述供气***向所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入适量压缩空气后的所述发泡剂溶液，依次经过所述一级发泡装置1和所述二级发泡装置2后制成微孔发泡原液，所述控制***对所述物料均化***、恒温***和供气***进行控制和调配。

其中，所述物料均化***包括第一计量泵3、均化仓4、第二计量泵5和混合泵6，第一计量泵3将水和发泡剂定量泵入均化仓4中进行初步的混合，然后通过第二计量泵5定量泵入混合泵6中进行进一步的混合，并制成发泡剂溶液，第一计量泵3和第二计量泵5的设置，是为了使均化仓4和混合泵6在最优负荷状态下运行，实现均化效率和均化质量的最优。

其中，所述一级发泡装置1包括第一腔壳101和转动安装在所述第一腔壳101内的第一叶轮102，所述二级发泡装置2包括第二腔壳201和转动安装在所述第二腔壳201内的第二叶轮202，所述第一腔壳101上安装有与所述第一叶轮102相对设置的进料管15，所述第二腔壳201上安装有与所述第二叶轮202相对设置的出料管7，所述第一腔壳101与所述第二腔壳201之间通过泡液泵送管8连接，所述泡液泵送管8的一端与所述第一腔壳101切向连接，且另一端与所述第二腔壳201切向连接。

具体的，发泡剂溶液在一级发泡装置1中发泡后，在第一叶轮102转动的离心力作用下，第一腔壳101内发泡后的泡沫以及未发泡的发泡剂溶液，由第一腔壳101内壁的切向进入泡液泵送管8中，并由泡液泵送管8切向进入第二腔壳201中，且进入方向与第二叶轮202的旋转方向相反，使得第二腔壳201内的发泡剂溶液和泡沫，与由泡液泵送管8进入第二腔壳201内的发泡剂溶液和泡沫发生碰撞，从而使发泡剂溶液发泡，并通过碰撞使泡沫尺寸减小。设置一级发泡装置1与二级发泡装置2，不仅仅是增加发泡装置的数量，通过发泡剂溶液和泡沫之间的相互碰撞，相当于在一级发泡装置1和二级发泡装置2之间增加了另一个发泡装置，实现了一加一大于二的效果，从而使得发泡效率和发泡质量得到了较显著的提高。

其中，所述进料管15上安装有进气管9，所述供气***包括气泵10和储气罐11，所述气泵10通过所述储气罐11与所述进气管9相连接，设置储气罐11的目的是为了保持压缩空气泵入压力的稳定。

并且，所述进料管15内设置有气液混合起泡机构12，所述气液混合起泡机构12依次包括相互连通的加压腔1201、混合腔1202，以及与所述第一腔壳101相连通的释压腔1203，所述进气管9与所述混合腔1202相连通。发泡剂溶液依次经过加压腔1201、混合腔1202和释压腔1203，且发泡机溶液溶液在加压腔1201中增压，在混合腔1202中与泵入的压缩空气混合，再由释压腔1203喷出时，发泡剂溶液由于与压缩空气的混合而部分形成了泡沫，类似于泡沫灭火器的原理，结构简单，发泡剂溶液与空气的混合效果好，且辅助提高了发泡效率。

由于现有的石膏板发泡***不具有析水装置，或析水装置结构复杂，体积较大，本发明实施例中，所述出料管7上安装有泡沫析水装置13，微孔发泡原液由出料管7流出时，通过泡沫析水装置13将微孔发泡原液内多余的水分析出并回收利用，操作方便且效率高，所述泡沫析水装置13的具体叙述如下：

所述泡沫析水装置13包括析水管1301、腔壳1302，以及驱动所述析水管1301转动的驱动机构1303，所述析水管1301的一端与所述出料管7的出料端转动连接；所述腔壳1302转动套接在所述析水管1301上，所述析水管1301外壁与所述腔壳1302内壁之间设置有液腔1306，所述析水管1301内壁上开设有若干个连通所述液腔1306的析水孔1304，所述腔壳1302上安装有与所述液腔1306相连通的回收管1305。

驱动机构1303通过带轮或其它传动方式带动析水管1301转动，析水管1301的入口端通过旋转密封轴承与出料管7转动连接，而另一端通过旋转密封轴承与抽取微孔发泡原液的负压泵等装置连接，当微孔发泡原液进入析水管1301时，密度较大的水在离心力的作用下向析水管内壁运动，并有析水管内壁上的析水孔1304流入液腔1306中，腔壳1302密封且转动套设在析水管1301的外壁上，并通过与回收装置固定连接的回收管1305保持固定，回收装置即可以是独立的装置，也可以是第一腔壳101、第二腔壳201或进料管15。

并且，所述析水管1301的内壁上安装有若干个犁状爪14，若干个所述犁状爪14沿轴向分布，析水管1301转动时，犁状爪14与微孔发泡原液是相对转动的，犁状爪14通过搅动，一方面可进一步对微孔发泡原液中的泡沫进行细化，另一方面，犁状的结构能够使中心处的泡沫向外侧翻动，有利于水分的析出。

泡沫析水装置13安装在出料管7上，占用空间少，且结构简单，通过离心力使水分系数，析出效率高。

另外，本发明实施例还提供了一种用于所述的石膏板芯微孔发泡***的微孔发泡方法，包括步骤：

S100、将发泡剂和水在预设温度下，通过所述物料均化***混合成发泡剂溶液；

S200、所述供气***向所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入压缩空气后的所述发泡剂溶液在所述气液混合起泡机构12中制成泡液混合液；

S300、所述一级发泡装置1以第一频率将所述泡液混合液制成一级发泡原液；

S400、所述二级发泡装置2以第二频率将所述一级发泡原液制成微孔发泡原液。

进一步地，所述恒温***供应温度为45℃～50℃的所述水，从而保持所述预设温度在30℃～35℃。

进一步地，所述预设压力为0.3Mpa～0.35Mpa。

进一步地，所述第一频率为45Hz～50Hz，所述第二频率为35Hz～40Hz。

通过恒温箱供应温度为45℃～50℃的水，且与发泡剂混合后的发泡剂溶液温度为30℃～35℃，使发泡剂溶液的浓度和气泡大小可控，且有利于气泡的稳定性。

压缩空气泵入混合腔1202中，在与发泡剂原液混合均匀的同时，提供适当的压力，使微孔发泡原液由混合腔1202高压喷入空间较大的释压腔1203中，微孔发泡原液内的压缩空气由于压力减小而导致体积膨胀，从而在微孔发泡原液内形成若干个起泡。而为了防止压缩空气体积膨胀过大而导致起泡破裂，将所述压缩空气的泵入压力设置为0.3Mpa～0.35Mpa，有利于气泡的稳定性，同时使气泡的大小符合要求。

由于发泡剂溶液和泡沫在泡液泵送管中运动时动能会损耗，因此，第一叶轮以45Hz～50Hz的频率转动，使第一腔壳101中的发泡剂溶液和泡沫能够以足够的压力进入第二腔壳201中，从而保证与第二腔壳201内发泡剂溶液和泡沫的碰撞效果。而第二叶轮202以35Hz～40Hz的频率转动，避免第二腔壳201内的发泡剂溶液和泡沫，由于离心力过大而逆流进泡液泵送管8中。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种石膏板芯微孔发泡***，包括物料均化***、恒温***、供气***、起泡***和控制***，所述物料均化***与所述恒温***以及起泡***连接，所述供气***与所述起泡***连接，所述控制***与所述物料均化***、恒温***以及供气***连接，其特征在于，所述恒温***供应温度恒定在预设范围内的温水，所述物料均化***将温水与发泡剂混合成发泡剂溶液，所述起泡***包括一级发泡装置(1)和二级发泡装置(2)，所述供气***在所述发泡剂溶液输入所述一级发泡装置(1)的过程中，向流动的所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入压缩空气后的所述发泡剂溶液，依次经过所述一级发泡装置(1)和所述二级发泡装置(2)后制成微孔发泡原液；

所述一级发泡装置(1)包括第一腔壳(101)和转动安装在所述第一腔壳(101)内的第一叶轮(102)，所述二级发泡装置(2)包括第二腔壳(201)和转动安装在所述第二腔壳(201)内的第二叶轮(202)，所述第一腔壳(101)上安装有与所述第一叶轮(102)相对设置的进料管(15)，所述第二腔壳(201)上安装有与所述第二叶轮(202)相对设置的出料管(7)，所述第一腔壳(101)与所述第二腔壳(201)之间通过泡液泵送管(8)连接，所述泡液泵送管(8)的一端与所述第一腔壳(101)切向连接，且另一端与所述第二腔壳(201)切向连接。

2.根据权利要求1所述的一种石膏板芯微孔发泡***，其特征在于，所述物料均化***包括第一计量泵(3)、均化仓(4)、第二计量泵(5)和混合泵(6)，所述温水与发泡剂依次经过所述第一计量泵(3)、均化仓(4)、第二计量泵(5)和混合泵(6)后制成发泡剂溶液。

3.根据权利要求1所述的一种石膏板芯微孔发泡***，其特征在于，所述进料管(15)上安装有进气管(9)，所述供气***包括气泵(10)和储气罐(11)，所述气泵(10)通过所述储气罐(11)与所述进气管(9)相连接；所述进料管(15)内设置有气液混合起泡机构(12)，所述气液混合起泡机构(12)依次包括相互连通的加压腔(1201)、混合腔(1202)，以及与所述第一腔壳(101)相连通的释压腔(1203)，所述进气管(9)与所述混合腔(1202)相连通。

4.根据权利要求1所述的一种石膏板芯微孔发泡***，其特征在于，所述出料管(7)上安装有泡沫析水装置(13)，所述泡沫析水装置(13)包括析水管(1301)、腔壳(1302)，以及驱动所述析水管(1301)转动的驱动机构(1303)，所述析水管(1301)的一端与所述出料管(7)的出料端转动连接；所述腔壳(1302)转动套接在所述析水管(1301)上，所述析水管(1301)外壁与所述腔壳(1302)内壁之间设置有液腔(1306)，所述析水管(1301)内壁上开设有若干个连通所述液腔(1306)的析水孔(1304)，所述腔壳(1302)上安装有与所述液腔(1306)相连通的回收管(1305)。

5.根据权利要求4所述的一种石膏板芯微孔发泡***，其特征在于，所述析水管(1301)的内壁上安装有若干个犁状爪(14)，若干个所述犁状爪(14)沿轴向分布。

6.一种石膏板芯微孔发泡方法，采用权利要求1-5任意一项所述的一种石膏板芯微孔发泡***，其特征在于，包括步骤：

S100、将发泡剂和水在预设温度下，通过所述物料均化***混合成发泡剂溶液；

S200、所述供气***向所述发泡剂溶液中以预设压力泵入压缩空气，泵入压缩空气后的所述发泡剂溶液在气液混合起泡机构(12)中制成泡液混合液；

S300、所述一级发泡装置(1)以第一频率将所述泡液混合液制成一级发泡原液；

S400、所述二级发泡装置(2)以第二频率将所述一级发泡原液制成微孔发泡原液。

7.根据权利要求6所述的一种石膏板芯微孔发泡方法，其特征在于，所述恒温***供应温度为45℃～50℃的所述水，从而保持所述预设温度在30℃～35℃。

8.根据权利要求6所述的一种石膏板芯微孔发泡方法，其特征在于，所述预设压力为0.3Mpa～0.35Mpa。

9.根据权利要求6所述的一种石膏板芯微孔发泡方法，其特征在于，所述第一频率为45Hz～50Hz，所述第二频率为35Hz～40Hz。

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