BR112018008239B1

BR112018008239B1 - Método para produzir areia espumada e aparelho de produção para produzir areia espumada

Info

Publication number: BR112018008239B1
Application number: BR112018008239-2A
Authority: BR
Inventors: Takumi Maegawa; Masashi Morikawa; Kenichiro Mori; Yusuke Kato
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha; Sintokogio, Ltd
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2022-02-08
Also published as: JP2017087247A; EP3370897B1; US20180326473A1; EP3370897A1; US10730101B2; WO2017077372A1; KR20180061342A; MX2018005516A; BR112018008239A2; RU2018116563A; PL3370897T3; CN108348985B; CN108348985A; RU2018116563A3; RU2720333C2; JP6378157B2; KR101988471B1

Abstract

método para a produção de areia espumada e aparelho de produção para a produção de areia espumada. a presente invenção refere-se a um método de produção de areia espumada (s) para formar um molde de areia. a areia espumada (s) inclui as partículas de areia (p) e a espuma (f) que adere às superfícies das partículas de areia (p). a espuma (f) contém água de vidro (b), água (w) e um surfactante (c). de acordo com o método, uma solução aquosa de surfactante (e) na qual o surfactante (c) é dissolvido é espumada para gerar espuma (d) a partir da solução aquosa de surfactante (e). em seguida, a espuma (d) gerada, a água de vidro (b) e água (w) são misturadas com a areia constituída por partículas de areia (p).

Description

Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um método para a produção de areia espumada para formar um molde de areia, e refere-se também a um aparelho de produção para a produção de areia espumada.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Quando um bloco de cilindro, uma cabeça de cilindro ou similares de um motor é moldada, um molde de areia (núcleo) que pode ser quebrado é usado para formar uma seção oca, como uma jaqueta de água, uma porta de admissão, uma porta de escape ou similares. O molde de areia é formado por área em espuma, em alguns casos.

[0003] Em tal areia espumada, a espuma que contém silicato de sódio solúvel (vidro líquido), água e um surfactante adere (é adsorvida) às superfícies de partículas de areia, e o silicato de sódio solúvel serve como um ligante que liga as partículas de areia juntas. Um exemplo de um método para a produção de areia espumada é descrito na Publicação do Pedido de Patente Japonesa Não Examinada No. 2013111602 (JP 2013-111602 A).

[0004] No método de produção, o silicato de sódio solúvel, água e um surfactante são adicionados à areia (um conjunto de partículas de areia) constituída por partículas de areia que servem como um agregado e, em seguida, são misturadas. Dessa forma, uma composição que contém o silicato de sódio solúvel, a água, e o surfactante é formada uma espuma, e a espuma adere às superfícies das partículas de areia.

Sumário da Invenção

[0005] No entanto, no método de produção de areia espumada de acordo com JP 2013-111602 A, a formação de espuma pelo surfactante é executada quando a areia, o silicato de sódio solúvel, e similares são misturados. Por essa razão, mesmo quando a areia, o silicato de sódio solúvel, e similares são misturados de maneira uniforme, a formação de espuma pelo surfactante pode ser insuficiente. Em vista disso, mesmo que a areia, o silicato de sódio solúvel e similares sejam misturados de maneira uniforme, eles precisam ser misturados até que a areia espumada seja trazida para um estado espumado desejado (ou seja, até que uma espuma desejada seja formada sobre as superfícies das partículas de areia). Como um resultado, o tempo de mistura deve ser prolongado.

[0006] A invenção fornece um método de produção de areia espumada para formar um molde de areia e um aparelho de produção para produzir areia espumada, o método e o aparelho de produção que permitem a redução do tempo de mistura necessário para produzir a areia espumada.

[0007] Um primeiro aspecto da invenção refere-se a um método de produção de areia espumada para formar um molde de areia. A areia espumada inclui partículas de areia e espuma que adere às superfícies das partículas de areia. A espuma contém silicato de sódio solúvel, água e um surfactante. O método de acordo com o primeiro aspecto inclui: gerar espuma a partir de uma solução aquosa de surfactante na qual o surfactante é dissolvido, ao espumar a solução aquosa de surfactante; e misturar a espuma gerada, o silicato de sódio solúvel, e a água junto com a areia constituída por partículas de areia.

[0008] De acordo com o primeiro aspecto da invenção, primeiro, a solução aquosa de surfactante é espumada para gerar a espuma a partir da solução aquosa de surfactante. A espuma gerada, o silicato de sódio solúvel e a água são misturadas junto com a areia. Quando misturadas de maneira uniforme, é possível encurtar o tempo (tempo de formação de espuma) de espuma pelo surfactante através de mistura adicional. Observa-se que, "areia" significa um aglomerado de "partículas de areia".

[0009] No primeiro aspecto, quando a espuma é gerada, a solução aquosa de surfactante pode ser espumada ao fazer com que a solução aquosa de surfactante passe por uma pluralidade de poros junto com o ar.

[0010] De acordo com o aspecto acima, a espuma pode ser gerada de maneira mais precisa e uniforme a partir da solução aquosa de surfactante dentro de um período de tempo mais curto, porque a solução aquosa de surfactante é espumada ao fazer com que a solução aquosa de surfactante passe através da pluralidade de poros junto com o ar.

[0011] Um segundo aspecto da invenção refere-se a um aparelho de produção para produzir areia espumada para formar um molde de areia. A areia espumada inclui partículas de areia e espuma que aderem às superfícies das partículas de areia. A espuma contém silicato de sódio solúvel, água e um surfactante. O aparelho de produção inclui: uma porção de armazenamento na qual a areia constituída pelas partículas de areia é armazenada; uma porção de abastecimento de vidro da água configurada para fornecer o silicato de sódio solúvel para dentro da parte de armazenamento; uma porção de abastecimento de água configurada para fornecer a água para dentro da parte de armazenamento; uma porção de abastecimento de espuma configurada para fornecer para dentro da porção de armazenamento a espuma gerada ao formar espuma de uma solução aquosa de surfactante na qual o surfactante está dissolvido; e um misturador configurado para misturar, na parte de armazenamento, a areia com o silicato de sódio solúvel, a água, e a espuma fornecida na parte de armazenamento.

[0012] De acordo com o segundo aspecto da invenção, antes da mistura ser realizada no misturador, a solução aquosa de surfactante é espumada na porção de abastecimento de espuma para gerar a espuma a partir da solução aquosa de surfactante, e a espuma é fornecida para dentro da porção de armazenamento em vez de fornecer a solução aquosa de surfactante em estado líquido na porção de armazenamento. Em seguida, a espuma, o silicato de sódio solúvel, e a água são fornecidos para dentro da porção de armazenamento na qual a areia (pó) constituída por partículas de areia é armazenada e, em seguida, a espuma, o silicato de sódio solúvel, e a água são misturados, pelo misturador, junto com a areia.

[0013] De acordo com o segundo aspecto da invenção, a espuma gerada antes da mistura, o silicato de sódio solúvel e a água são misturados junto com a areia. Assim, quando misturadas de maneira uniforme, é possível encurtar o tempo de formação de espuma pelo surfactante através de mistura adicional. Como resultado, a areia espumada pode ser produzida com um tempo mais curto.

[0014] No segundo aspecto, a porção de abastecimento de espuma pode incluir: uma tubulação de abastecimento de líquido configurada para fornecer a solução aquosa de surfactante; uma tubulação de abastecimento de ar configurado para fornecer ar; uma porção de junção na qual a solução aquosa de surfactante fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido e o ar fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar se juntam; e um corpo poroso que tem uma pluralidade de poros. O corpo poroso é configurado para permitir que a solução aquosa de surfactante e o ar que se uniram na porção de junção passem por ali para espumar a solução aquosa de sur-factante.

[0015] De acordo com o aspecto acima, a solução aquosa de surfactante fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido e o ar fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar se unem na porção de junção e, em seguida, a solução aquosa de surfactante passa através da pluralidade de poros do corpo poroso juntamente com o ar, de modo que a solução aquosa de surfactante é espumada. Como resultado, a espuma pode ser gerada de maneira precisa e uniforme a partir da solução aquosa de surfactante na porção de abastecimento de espuma dentro de um curto período de tempo.

[0016] No aspecto acima, o aparelho de produção pode ainda incluir um controlador configurado para controlar a partida e a parada de abastecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido, e controlar a partida e a parada de abastecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar. O controlador pode ser configurado para: i) iniciar o abastecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido é iniciado; ii) em seguida, interromper temporariamente o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante da tubulação de abastecimento de líquido é interrompido; e iii) em seguida, reiniciar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar, de modo que o ar que tem uma pressão superior à pressão do ar fornecido antes da parada temporária do fornecimento é fornecido por um tempo prescrito.

[0017] De acordo com o aspecto acima, depois que a espuma é fornecida para dentro da porção de armazenamento, o ar de alta pressão é fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar para dentro da parte de junção para o tempo prescrito e, assim, a solução aquosa de surfactante restante, por exemplo, o corpo poroso, pode ser descarregada. Como resultado, o gotejamento da solução aquosa de surfactante do corpo poroso pode ser prevenido ou reduzido.

[0018] No aspecto acima, o aparelho de produção pode incluir um controlador configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido e controlar a partida e a parada do fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar. O controlador pode ser configurado para: i) iniciar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido é iniciado; ii) em seguida, parar o fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido; e iii) parar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar depois de decorrido um intervalo de tempo prescrito a partir da parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante.

[0019] De acordo com o aspecto acima, mesmo depois da espuma ser fornecida na porção de armazenamento, o ar é fornecido continuamente a partir da tubulação de abastecimento de ar na porção de junção pelo tempo prescrito. Nesse caso também, a solução aquosa de surfactante restante, por exemplo, no corpo poroso pode ser descarregada. Como resultado, o gotejamento da solução aquosa de surfactante do corpo poroso pode ser prevenido ou reduzido.

[0020] No aspecto acima, o aparelho de produção pode incluir ainda: um mecanismo a vácuo conectado à parte de junção, o mecanismo a vácuo configurado para operar para gerar uma pressão negativa no interior da parte de junção; e um controlador configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido, controlar a partida e a parada de fornecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar, e controlar a operação do mecanismo a vácuo e a parada da operação. O controlador pode ser configurado para: i) iniciar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante da tubulação de abastecimento de líquido é iniciado; ii) em seguida, parar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido é interrompido; e iii) em seguida, operar o mecanismo a vácuo por um tempo prescrito a partir da parada do fornecimento de ar e da solução aquosa de surfactante.

[0021] De acordo com o aspecto acima, depois que a espuma é fornecida na porção de armazenamento, uma pressão negativa é gerada no interior da parte de junção para o tempo prescrito pelo mecanismo a vácuo e, assim, a solução aquosa de surfactante restante, por exemplo, no corpo poroso pode ser aspirada para fora da parte de junção. Como resultado, o gotejamento da solução aquosa de surfactante a partir do corpo poroso pode ser prevenido ou reduzido.

[0022] No aspecto acima, o aparelho de produção pode incluir ainda: uma válvula de corte disposto abaixo o corpo poroso, a válvula de corte configurada para autorizar o fornecimento da espuma a partir do corpo poroso para a parte de armazenamento, enquanto a válvula de corte é aberta, e parar o fornecimento da espuma do corpo poroso na porção de armazenamento, enquanto a válvula de corte está fechada; e um controlador configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido, controlar a partida e a parada de fornecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar, e controlar a abertura e fechamento da válvula de corte. O controlador pode ser configurado para: i) abrir a válvula de corte e iniciar o fornecimento do ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante a partir da tubulação de abastecimento de líquido é iniciado; ii) em seguida, interromper o fornecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante da tubulação de abastecimento de líquido é interrompido; e iii) em seguida, fechar a válvula de corte após um lapso de tempo prescrito a partir da parada do fornecimento do ar e da solução aquosa de surfactante.

[0023] De acordo com o aspecto acima, depois que a espuma é fornecida para dentro da porção de armazenamento, o escoamento da solução aquosa de surfactante restante, por exemplo, no corpo poroso pode ser restringido pela válvula de corte após um lapso de tempo prescrito. Como resultado, o gotejamento da solução aquosa de surfactante restante, por exemplo, a partir do corpo poroso na porção de armazenamento pode ser prevenido ou reduzido.

[0024] Um sensor de pressão que mede uma pressão do ar em uma trajetória do fluxo de ar da tubulação de abastecimento de ar pode ser fornecido. De acordo com esse aspecto, um fornecimento insuficiente de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar pode ser encontrado, e a ocorrência de geração insuficiente da espuma pode ser reduzida com antecedência.

[0025] De acordo com a invenção, o tempo de mistura necessário para produzir a areia espumada pode ser reduzido.

Breve Descrição dos Desenhos

[0026] As características, as vantagens e o significado técnico e industrial de modalidades de exemplo da invenção serão descritos a seguir com referência aos desenhos anexos, em que os números semelhantes indicam os elementos semelhantes, e em que:

[0027] a figura 1 é uma visão esquemática em perspectiva de um aparelho de produção para produzir areia espumada de acordo com uma modalidade da invenção;

[0028] a figura 2 é uma vista de seção de uma porção de abastecimento de espuma da aparelho de produção para produzir areia espumada ilustrado na figura 1;

[0029] a figura 3A é uma vista esquemática da areia espumada produzida pelo aparelho de produção ilustrado na figura 1;

[0030] a figura 3B é uma vista ampliada da espuma da areia espumada na figura 3A;

[0031] a figura 4A é uma vista esquemática de porções principais que incluem um controlador do aparelho de produção ilustrado na figura 1 de acordo com um primeiro exemplo modificado;

[0032] a figura 4B é um gráfico de séries temporais que ilustra o controle executado pelo controlador no primeiro exemplo modificado;

[0033] a figura 5A é uma vista esquemática de porções principais que incluem um controlador do aparelho de produção ilustrado na figura 1 de acordo com um segundo exemplo modificado;

[0034] a figura 5B é um gráfico de séries temporais que ilustra o controle executado pela controlador no segundo exemplo modificado;

[0035] a figura 6A é uma vista esquemática de porções principais que incluem um controlador do aparelho de produção ilustrado na figura 1 de acordo com um terceiro exemplo modificado;

[0036] a figura 6B é um gráfico de séries temporais que ilustra o controle executado pelo controlador no terceiro exemplo modificado;

[0037] a figura 7A é uma vista esquemática de porções principais que incluem um controlador do aparelho de produção ilustrado na figura 1 de acordo com um quarto exemplo modificado;

[0038] a figura 7B é um gráfico de séries temporais que ilustra o controle executado pela controlador no quarto exemplo modificado;

[0039] a figura 8 é uma visão em perspectiva esquemática de um dispositivo para medir uma viscosidade cinemática de areia espumada; e

[0040] a figura 9 é um gráfico que ilustra os resultados da medição da viscosidade cinemática da areia espumada produzida pelo método descrito no exemplo da invenção e da areia espumada produzida por um método descrito no exemplo comparativo.

Descrição Detalhada das Modalidades

[0041] Daqui em diante, uma modalidade da invenção será descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos. Primeiro, um aparelho de produção 1 para produzir a areia espumada será descrito abaixo. A figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática do aparelho de produção 1 para produzir areia espumada de acordo com a modalidade da invenção. A figura 2 é uma vista de seção de uma porção de abastecimento de espuma 20 dos aparelho de produção 1 para produzir areia espumada ilustrado na figura 1. A figura 3A é uma vista esquemática da areia espumada s produzida pelo aparelho de produção 1 ilustrado na figura 1. A figura 3B é uma vista ampliada da espuma f da areia espumada s na figura 3A.

[0042] O aparelho de produção 1 para produzir areia espumada de acordo com a presente modalidade é um aparelho para produzir areia espumada para a formação de um molde de areia que pode ser usado como um núcleo (molde de areia) para fundição. De maneira específica, na presente modalidade, areia, silicato de sódio solúvel (vidro líquido), água, e um surfactante são misturados pelo aparelho de produção 1 para produzir a areia espumada s na qual a espuma que contém silicato de sódio solúvel b, água w e um surfactante c adere às superfícies das partículas de areia p, como ilustrado na figura 3A e na figura 3B.

[0043] Como ilustrado na figura 1, o aparelho de produção 1 inclui um tanque de armazenamento 11 (um exemplo de uma porção de armazenamento), uma tubulação de abastecimento de água 15 (um exemplo de uma porção de abastecimento de água), uma tubulação de abastecimento de silicato de sódio solúvel 16 (um exemplo de uma porção de abastecimento de silicato de sódio solúvel), uma porção de abastecimento de espuma 20 e um misturador 12 (um exemplo de um misturador). O tanque de armazenamento 11 é um recipiente na qual a areia consti-tuída pelas partículas de areia é armazenada. O tanque de armazenamento 11 funciona também como um pote de mistura na qual a areia, o silicato de sódio solúvel e similares são misturados.

[0044] O misturador 12 inclui uma lâmina 12a e uma haste 12b. A lâmina 12a tem uma estrutura de malha e mistura a areia, silicato de sódio solúvel e similares. A haste 12b sustenta a lâmina 12a. A lâmina 12a está disposta no tanque de armazenamento 11. Quando um motor (não ilustrado) conectada à haste 12b é acionado, a lâmina 12a é girada em conjunto com a haste 12b em uma velocidade de rotação prescrita. O tubo de abastecimento de água 15, a tubulação de abastecimento de silicato de sódio solúvel 16 e a porção de abastecimento de espuma 20 está disposta acima do tanque de armazenamento 11.

[0045] De maneira específica, a tubulação de abastecimento de água 15 é uma tubulação que fornece água w no tanque de armazenamento 11. Uma extremidade da tubulação de abastecimento de água 15 é conectada a uma fonte de fornecimento de água (não ilustrada), e a outra extremidade está disposta de tal modo que a água w é fornecida (carregada) para dentro o tanque de armazenamento 11. De modo semelhante, a tubulação de abastecimento de silicato de sódio solúvel 16 é uma tubulação que fornece o silicato de sódio solúvel b para dentro do tanque de armazenamento 11. Uma extremidade da tubulação de abastecimento de silicato de sódio solúvel 16 é conectada a uma fonte de abastecimento de vidro (não ilustrada), e a outra extremidade é disposta de tal modo que o silicato de sódio solúvel b é fornecido (carregado) para dentro o tanque de armazenamento 11.

[0046] A porção de abastecimento de espuma 20 é um dispositivo que espuma (espuma) uma solução aquosa de surfactante e na qual o surfactante c é dissolvido na água w para gerar a espuma d e fornecer a espuma d gerada para dentro do tanque de armazenamento 11. A porção de abastecimento de espuma 20 inclui uma tubulação de abastecimento de líquido 22, uma tubulação de abastecimento de ar 23, uma porção de junção 21 e um corpo poroso 26. Nesse relatório descritivo, "espuma d" significa espuma que contém o surfactante c e que não contém o silicato de sódio solúvel b e "espuma f" significa espuma que contém o silicato de sódio solúvel, a água w e o surfactante c.

[0047] Mais especificamente, como ilustrado na figura 2, a tubulação de abastecimento de líquido 22 é uma tubulação que fornece a solução aquosa de surfactante e em um estado líquido antes da formação da espuma. A extremidade da tubulação de abastecimento de líquido 22 é conectada a uma fonte de abastecimento (não ilustrado) da solução aquosa de surfactante e, e a outra extremidade da mesma é conectada a uma porção superior da porção de junção 21. A tubulação de abastecimento de ar 23 é uma tubulação que fornece ar a. Uma extremidade da tubulação de abastecimento de ar 23 é conectada a uma fonte de fornecimento de ar (não ilustrada), tal como um compressor, e a outra extremidade da mesma é conectada a uma porção lateral da porção de junção 21.

[0048] A porção de junção 21 é uma porção na qual a solução aquosa de surfactante e fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e o ar a fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 se unem. Uma porção de descarga 24 que descarrega a solução aquosa de surfactante e e o ar a é fornecida em uma porção inferior da porção de junção 21. O corpo poroso 26 é fixo a uma extremidade distal da porção de descarga 24.

[0049] O corpo poroso 26 é produzido a partir de um material que tem porosidade, tal como metal sinterizado, e tem uma pluralidade de poros que permite que a solução aquosa de surfactante e e o ar a, que se juntaram na porção de junção 21, passem por eles. Os poros fornecem comunicação entre a porção de descarga 24 e a parte externa da porção de abastecimento de espuma 20. Os poros têm esses tamanhos e formas de modo que a espuma d é gerada como a solução aquosa de surfactante e e o ar a passa através dos poros. Por exemplo, um material poroso (metal sinterizado) com uma precisão de filtração de cerca de 120 μm pode ser usado como o corpo poroso 26.

[0050] Na presente modalidade, o aparelho de produção 1 é configurado para selecionar um a partir de ar espumante (ar a) para formar a espuma da solução aquosa de surfactante e e a descarga de ar para descarregar a espuma d restante na porção de abastecimento de espuma 20 depois que a geração da espuma d é finalizada, e faz com que o ar selecionado circule através da tubulação de abastecimento de ar 23.

[0051] A pressão do ar de descarga (0,2 a 0,35 MPa) é maior do que a pressão do ar espumante (0,05 a 0,15 MPa (pressão ajustada de 0,1 MPa)). No aparelho de produção 1, o ar a ser fornecido pode ser alternado entre o ar de combustão e o ar de descarga , ou a pressão do ar a ser fornecido pode ser alterado para a pressão do ar de descarga ou a pressão do ar de sopro, em uma posição a montante da tubulação de abastecimento de ar 23.

[0052] Em seguida, um método realizado pelo aparelho de produção 1 para a produção de areia espumada ilustrado na figura 1 e na figura 2 será descrito. Em primeiro lugar, uma quantidade desejada de areia é fornecida para dentro do tanque de armazenamento 11. Antes da mistura ser realizada no misturador 12, a solução aquosa de surfactante e é espumada na porção de abastecimento de espuma 20 para gerar a espuma d a partir da solução aquosa de surfactante e, e a espuma d é fornecida para dentro do tanque de armazenamento 11. Ao mesmo tempo, uma quantidade prescrita de água w é fornecida no tanque de armazenamento 11 a partir da tubulação de abastecimento de água 15 e uma quantidade prescrita de silicato de sódio solúvel b é fornecida a partir da tubulação de abastecimento de silicato de sódio solúvel 16.

[0053] O silicato de sódio solúvel (Na2O-nSiO2-mH2O) a ser fornecido no tanque de armazenamento 11 é uma mistura que contém dióxido de silício (SiO2) óxido de sódio (Na2O) e água (H2O). A proporção (razão em mol) entre eles não está limitada a nenhuma proporção específica, contanto que a espuma f (ver a figura 3A), que será descrita mais tarde, possa ser formada e propriedade de formação suficiente da areia espumada possa ser assegurada.

[0054] Por exemplo, um surfactante aniônico pode ser usado como surfactante c a ser fornecido no tanque de armazenamento 11. Por exemplo, um surfactante aniônico à base de sulfato pode ser usado como o surfactante c. O surfactante c não está limitado a qualquer surfactante específico, contanto que a solução aquosa de surfactante e possa ser espumada e a espuma f (ver a figura 3B) possa ser formada pelo surfactante c.

[0055] A solução aquosa de surfactante e pode conter, por exemplo, 1 a 12% em massa de surfactante c. Quando a solução aquosa de surfactante e contém o surfactante c dentro dessa faixa, é possível espumar a solução aquosa de surfactante e gerar a espuma d de maneira adequada.

[0056] A geração da espuma d pela porção de abastecimento de espuma 20 será descrita com referência à figura 2. Em primeiro lugar, a solução aquosa de surfactante e é fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e, ao mesmo tempo, o ar a é fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar 23. A solução aquosa de surfactante e fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e o ar a fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 se unem na porção de junção 21.

[0057] A solução aquosa de surfactante e que se uniu ao ar a é transportada, pelo ar a, para o corpo poroso 26 através da porção de descarga 24. O corpo poroso 26 tem uma pluralidade de poros. À medida que a solução aquosa de surfactante e passa através dos poros juntamente com o ar a, a solução aquosa de surfactante e pode ser espumada. Dessa maneira, a espuma d formada pela solução aquosa de surfactante e é gerada.

[0058] Como resultado, a espuma d pode ser gerada de maneira precisa e uniforme a partir da solução aquosa de surfactante e na porção de abastecimento de espuma 20 dentro de um espaço de tempo mais curto, por exemplo, do que quando a solução aquosa de surfactante e é espumada através, por exemplo, de agitação. Depois da espuma d é fornecida para dentro do tanque de armazenamento 11, o ar que flui através da tubulação de abastecimento de ar 23 é comutado a partir do ar espumado (o ar a) para a descarga de ar, e o ar de descarga é deixado fluir por 5 a 30 segundos, de modo que a espuma d restante, por exemplo, o corpo poroso 26 é descarregado.

[0059] Em seguida, depois que a espuma d gerada pela formação de espuma da solução aquosa de surfactante e, o silicato de sódio solúvel b e água w são completamente fornecidos no tanque de armazenamento 11, a espuma d, o silicato de sódio solúvel b e a água w são misturados, pelo misturador 12, junto com a areia armazenada no tanque de armazenamento 11. De maneira específica, o motor (não ilustrado) conectada à haste 12b é acionado, de modo que a lâmina 12a é girada em conjunto com a haste 12b em uma velocidade de rotação prescrita. Dessa forma, como ilustrado na figura 3A e na figura 3B, a areia espumada s na qual a espuma f que contém o silicato de sódio solúvel b, a água w e o surfactante c adere às superfícies das partículas de areia p pode ser obtida.

[0060] De maneira específica, a espuma f na qual a superfície de uma solução aquosa do silicato de sódio solúvel b é coberta com o surfactante c é formada nas partículas de areia p contidas na areia espumada s.

[0061] Por exemplo, quando a razão de peso do silicato de sódio solúvel, em que a razão molar (razão de mistura) de dióxido de silício para óxido de sódio é de cerca de 0,5 a 3,0, com relação à areia é cerca de 0,4 a 3,0%, a razão de peso da água em relação à areia é cerca de 1,5 a 5,0%, e a razão de peso do surfactante com relação à areia é cerca de 0,003 a 2,0%, a areia espumada s que tem a viscosidade apropriada pode ser obtida.

[0062] Como descrito acima, de acordo com a presente modalidade, a solução aquosa de surfactante e é espumada para gerar a espuma d a partir da solução aquosa de surfactante e. A espuma d gerada, o silicato de sódio solúvel b, e a água w são misturados junto com a areia. Quando misturadas de maneira uniforme, a espuma f em um estado desejado adere (é adsorvida) às superfícies das partículas de areia p. Assim, é possível encurtar o tempo (tempo de formação de espuma) de espuma pelo surfactante c através de mistura adicional.

[0063] A partir daqui, os primeiro a quarto exemplos modificados do aparelho de produção 1 ilustrado na figura 1 serão descritos. Em cada um dos exemplos modificados descritos abaixo, um controlador 30A, 30B, 30C ou 30D é fornecido, e a espuma é gerada sob o controle do controlador 30A, 30B, 30C ou 30D. Observa-se que apenas as diferenças a partir de um aparelho de produção 1 ilustrado na figura 1 serão descritas abaixo em detalhes com referência às figuras 4A, 4B, às figuras 5A, 5B, às figuras 6A, 6B e às figuras 7A, 7B.

[0064] Primeiro, o primeiro exemplo modificado será descrito. Como ilustrado na figura 4A, no primeiro exemplo modificado, o controlador 30A controla a partida e a parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22, e controla a partida e a parada do fornecimento de formação de espuma de ar a e a descarrega de ar a1 a partir da tubulação de abastecimento de ar 23.

[0065] De maneira específica, no primeiro exemplo modificado, a tubulação de abastecimento de líquido 22 é conectada a um fonte de abastecimento da solução aquosa de surfactante e por meio de uma válvula eletromagnética 22a. O controlador 30A é conectado à válvula eletromagnética 22a. O controlador 30A pode controlar a válvula eletromagnética 22a através da entrada um sinal de controle para a válvula eletromagnética 22a, assim selecionando o fornecimento da solução aquosa de surfactante e ou parando o fornecimento da solução aquosa de surfactante e (sem abastecimento da solução aquosa de surfactante e).

[0066] A tubulação de abastecimento de ar 23 é conectada, através de uma válvula eletromagnética (válvula de três vias) 23a, a uma fonte de fornecimento de ar de espuma a e uma fonte de abastecimento do ar de descarga a1 que tem uma pressão mais elevada do que a do ar de espuma a. O controlador 30A é conectado à válvula eletromagnética 23a. O controlador 30A pode controlar a válvula eletromagnética 23a através da introdução de um sinal de controle para a válvula eletromagnética 23a, selecionando, desse modo o fornecimento de ar de espuma a, o fornecimento do ar de descarga a1, ou parar de fornecer o de espuma a e o ar de descarga a1 (sem o fornecimento do ar de espuma a e do ar de descarga a1).

[0067] No primeiro exemplo modificado, como ilustrado na figura 4B, no início da produção da areia espumada, o controlador 30A controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23a para iniciar o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e para iniciar o fornecimento de ar a uma formação de espuma a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo em que inicia o fornecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0068] Em seguida, uma quantidade prescrita de espuma é fornecida no tanque de armazenamento 11. Posteriormente, o controlador 30A controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23a para parar o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e para parar temporariamente o fornecimento de ar de espuma a a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo em que para o fornecimento da solução aquosa de surfactante e (ver o tempo t1 na figura 4B).

[0069] Depois disso, o controlador 30A controla a válvula eletromagnética 23a para reiniciar o fornecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar 23, de tal modo que o ar de descarga a1 que tem uma pressão mais elevada do que o ar de espuma fornecido antes da parada temporária do fornecimento é fornecido por um tempo prescrito.

[0070] Desse modo, depois que o fornecimento da espuma no tanque de armazenamento 11 é finalizado, a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de abastecimento de espuma 20 pode ser descarregada da mesma, de modo que o gotejamento da solução aquosa de surfactante e do corpo poroso 26 pode ser prevenido ou reduzido. No primeiro exemplo modificado, o controlador 30A controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23a. Em alternativa, o controlador 30A pode controlar diretamente, por exemplo, um compressor que serve como uma fonte de fornecimento de ar de espuma a e de ar de descarga a1, e uma bomba que serve como uma fonte de fornecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0071] A seguir, um segundo exemplo modificado será descrito. Como ilustrado na figura 5A, o segundo exemplo modificado se difere do primeiro exemplo modificado, pelo fato de que a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de abastecimento 20 é descarregada pelo ar a (de espuma) sem utilizar o ar de descarga a1 que tem uma elevada pressão. Observe que as mesmas configurações que do primeiro exemplo modificado serão indicadas pelos mesmos números de referência que aqueles no primeiro exemplo modificado, e sua descrição detalhada será omitida.

[0072] No segundo exemplo modificado, a tubulação de abastecimento de ar 23 é conectada a uma fonte de abastecimento de ar a (de espuma) através de uma válvula eletromagnética 23b. O controlador 30B está conectado à válvula eletromagnética 23b. O controlador 30B pode controlar a válvula eletromagnética 23b ao transmitir um sinal de controle para a válvula eletromagnética 23b, desse modo selecionando o fornecimento do ar a ou interrompendo o fornecimento de ar a (sem o fornecimento de ar a).

[0073] No segundo exemplo modificado, como ilustrado na figura 5B, no início da produção da areia espumada, o controlador 30B controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23b para iniciar o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e para iniciar o fornecimento de ar a a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo em que inicia o fornecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0074] Em seguida, uma quantidade prescrita de espuma é fornecida no tanque de armazenamento 11. Posteriormente, o controlador 30B controla as válvulas eletromagnéticas 22a para parar o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 (ver tempo t1 na figura 5 B). No segundo exemplo modificado, o fornecimento de ar a é contínuo por um tempo prescrito da parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante e. Então (isto é, depois de um lapso do tempo prescrito), a válvula eletromagnética 23b é controlada para parar o fornecimento do ar a a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 (veja o tempo t2 na figura 5B).

[0075] Desse modo, depois que o fornecimento da espuma no tanque de armazenamento 11 é finalizado, a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de abastecimento de espuma 20 pode ser descarregada dali pelo ar a, de modo que o gotejamento da solução aquosa de surfactante e a partir do corpo poroso 26 pode ser prevenido ou reduzido. No segundo exemplo modificado, o controlador 30B controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23 b. Em alternativa, o controlador 30B pode controlar diretamente, por exemplo, um compressor que serve como uma fonte de fornecimento de ar a, e uma bomba que serve como uma fonte de abastecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0076] Em seguida, um terceiro exemplo modificado será descrito. Como ilustrado na figura 6A, o terceiro exemplo modificado se difere do segundo exemplo modificado, em que a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de abastecimento de espuma 20 é aspirada por um mecanismo a vácuo em vez de descarregar a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de abastecimento de espuma 20 com o uso do ar a. Observa-se que, as mesmas configurações que aquelas do segundo exemplo modificado serão indicadas pelos mesmos números de referência que aqueles do segundo exemplo modificado, e a descrição detalhada dele será omitida.

[0077] Tal como ilustrado na figura 6A, a porção de abastecimento de espuma 20 inclui uma tubulação de descarga 28 conectada à porção de junção 21, e a tubulação de descarga 28 é conectada a uma bomba a vácuo (bomba de sucção) 28b por meio de uma válvula eletromagnética 28a. Assim, quando a bomba a vácuo 28b é impulsionada, uma pressão negativa é gerada no interior da porção de junção 21. A tubulação de descarga 28, a válvula eletromagnética 28a e a bomba de vácuo 28b podem funcionar como o mecanismo a vácuo. Um mecanismo de cilindro ou similares podem ser utilizados em vez da bomba de vácuo 28b desde que uma pressão negativa possa ser gerada no lado de dentro da porção de junção 21.

[0078] No terceiro exemplo modificado como no segundo exemplo modificado, o controlador 30C controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23b. Além disso, o controlador 30C controla a abertura e o fechamento da válvula eletromagnética 28a, selecionando assim a operação do mecanismo a vácuo ou parando a operação do mecanismo a vácuo.

[0079] No terceiro exemplo modificado, como ilustrado na figura 6B, no início da produção da areia espumada, o controlador 30C controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23b para iniciar o fornecimento da solução aquosa de surfactante e da tubulação de abastecimento líquida 22 e para iniciar o fornecimento de ar a a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo em que inicia o fornecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0080] Em seguida, uma quantidade de espuma prescrita é fornecida dentro do tanque de armazenamento 11. Em seguida, o controlador 30C controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23b para interromper o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e para interromper o fornecimento de ar a a partir da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo em que a parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante e (ver tempo t1 na figura 6B).

[0081] Depois disso, o controlador 30C controla a válvula eletromagnética 28a de tal modo que a válvula eletromagnética 28a é mantida aberta por um tempo prescrito (opera o mecanismo a vácuo para o tempo prescrito), de modo que a solução aquosa de surfactante e que permanece na porção de fornecimento de espuma 20 é aspirada pela bomba a vácuo 28b. Dessa forma, o gotejamento da solução aquosa de surfactante e a partir do corpo poroso 26 pode ser prevenido ou reduzido. Além disso, no terceiro exemplo modificado, a válvula eletromagnética 28a é controlada. Em alternativa, a operação da bomba de vácuo 28b e a parada do funcionamento da bomba de vácuo 28b podem ser diretamente controladas sem proporcionar a válvula eletromagnética 28a.

[0082] Em seguida, um quarto exemplo modificado será descrito. Como ilustrado na figura 7a, o quarto exemplo modificado se difere do segundo exemplo modificado pelo fato de que a descarga da espuma restante é reduzida por uma válvula de corte 29, em vez de descarregar a espuma restante na porção de abastecimento de espuma 20 com o uso do ar a. Observe que, as mesmas configurações àquelas do segundo exemplo modificado serão indicadas pelos mesmos números de referência que aqueles no segundo exemplo modificado, e a descrição detalhada da mesma será omitida.

[0083] Tal como ilustrado na figura 7A, a válvula de corte 29 está disposta abaixo do corpo poroso 26 da porção de abastecimento de espuma 20. A válvula de corte 29 é conectada à porção de abastecimento de espuma 20 de modo que a espuma é fornecida para dentro do tanque de armazenamento 11, a partir do poroso do corpo 26, enquanto a válvula de corte 29 é aberta e o fornecimento da espuma a partir do corpo poroso 26 para o tanque de armazenamento 11 é parado, enquanto a válvula de corte 29 é fechada. O controlador 30D é conectado à válvula de corte 29. O controlador 30D pode selecionar a abertura ou fechamento da válvula de corte 29, através da transmissão de um sinal de controle para a válvula de corte 29.

[0084] No quarto exemplo modificado, como ilustrado na figura 7B, o controlador 30D controla as válvulas eletromagnéticas 22a, 23b e a válvula de corte 29 no início da produção da areia espumada. De maneira específica, o controlador 30D começa o fornecimento da solução aquosa de surfactante e da tubulação de abastecimento de líquida 22 e começa o fornecimento de ar a a partir da tubulação de abastecimento a 23 e abre a válvula de corte 29 ao mesmo tempo em que inicia o fornecimento da solução aquosa de surfactante e.

[0085] Em seguida, uma quantidade de espuma prescrita é fornecida para dentro do tanque de armazenamento 11. Em seguida, o controlador 30D controla a válvulas eletromagnéticas 22a, 23b para interromper o fornecimento da solução aquosa de surfactante e a partir da tubulação de abastecimento de líquido 22 e para parar o fornecimento do ar a da tubulação de abastecimento de ar 23 ao mesmo tempo que para o fornecimento da solução aquosa de surfactante e (ver o tempo t1 na figura 7 B). Depois disso, o controlador 30D fecha a válvula de corte 29 após um lapso de um tempo prescrito a partir da parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante e e do ar a (veja o tempo t3 em figura 7B).

[0086] Tal como descrito acima, a válvula de corte 29 é fechada, após o decurso do tempo prescrito. Assim, a solução aquosa de surfactante e na porção de abastecimento de espuma 20 escapa e, em seguida, o gotejamento da solução aquosa de surfactante e a partir do corpo poroso 26 pode ser prevenido ou reduzido.

[0087] Daqui em diante, um exemplo da invenção será descrito.

Exemplo

[0088] A areia espumada foi produzida pelo aparelho de produção ilustrado na figura 1. Em primeiro lugar, a areia, o silicato de sódio solúvel, um surfactante e a água foram fornecidos de modo que o peso da areia a ser fornecida para o tanque de armazenamento foi de 5.000 g, o peso do silicato de sódio solúvel a ser fornecido no tanque de armazenamento foi de 0,65% do peso da areia, o peso do surfactante a ser fornecido no tanque de armazenamento foi de 0,03% do peso de areia, e o peso da água a ser fornecido para o tanque de armazenamento foi de 3,2% do peso da areia.

[0089] A areia foi fornecida para o tanque de armazenamento. Em seguida, a solução aquosa de surfactante contendo o surfactante de 3 % em massa foi fornecida. A pressão do ar que se une à solução aquosa de surfactante foi ajustada para 0,1 Mpa. A solução aquosa de surfactante foi espumada na porção de abastecimento de espuma para gerar a espuma, e a espuma foi fornecida para o tanque de armazenamento de modo que a quantidade de surfactante ficou acima da quantidade descrita. Ao mesmo tempo, o silicato de sódio solúvel e a água foram fornecidos para o tanque de armazenamento de modo que a quantidade de silicato de sódio solúvel e a quantidade de água foram as quantidades descritas acima. Em seguida, a areia, a espuma, o silicato de sódio solúvel e a água foram misturados para produzir areia espumada.

[0090] O tempo de mistura a partir do início de misturar foi de 1 a 5 minutos. A areia espumada foi coletada em intervalos de 1 minuto, e a viscosidade cinemática da areia espumada foi medida por um dispositivo, incluindo um recipiente 41 e um peso 43 ilustrado na figura 8. De maneira específica, como ilustrado na figura 8, a areia espumada foi carregada no recipiente 41 até a sua porção superior, e o peso 43 que tem uma porção de medição (seção de medição) L foi colocada na areia espumada. Como resultado, a areia espumada foi pressionada pelo peso do peso 43, a areia espumada foi descarregada a partir de um orifício 42 em uma porção inferior do recipiente 41, e o peso 43 foi movido para baixo. Nesse caso, o tempo (tempo de passagem) necessário para a porção de medição L indicado no peso 43 para passar através de uma borda da abertura do recipiente 41 (tempo de passagem) foi medido como a viscosidade cinemática. A figura 9 indica os resultados.

[0091] Quando a viscosidade cinemática da areia é baixa, a areia espumada é descarregada a partir do orifício 42 do recipiente 41 a uma alta velocidade e o tempo de passagem necessário para a porção de medição L passar através da extremidade de abertura do recipiente 41 é curto. Como resultado, a areia espumada pode ser determinada como um bom produto. No exemplo, quando a viscosidade cinemática (tempo de passagem) é de dois segundos ou menos, determina-se que a espuma aderiu de maneira uniforme às superfícies das partículas de areia e a areia espumada é um bom produto.

Exemplo Comparativo

[0092] Um exemplo comparativo será descrito abaixo. A areia espumada foi produzida da mesma maneira que do exemplo. O exemplo comparativo se difere do exemplo em que a solução aquosa de surfactante foi diretamente fornecida para o tanque de armazenamento sem ser espumada. Como no exemplo, o tempo de mistura foi de 1 a 5 minutos, a areia espumada foi coletada em intervalos de 1 minuto e a viscosidade cinemática da areia espumada foi medida pelo dispositivo que inclui o recipiente 41 e o peso 43 ilustrado na figura 8.

Resultados e Considerações

[0093] Tal como ilustrado na figura 9, no exemplo, independentemente do tempo de mistura, a viscosidade cinemática foi de 2 segundos ou menos. Por outro lado, no exemplo comparativo, para o tempo de mistura de 1 minuto, a viscosidade cinemática excedeu 2 segundos e, à medida que o tempo de mistura aumentou, a viscosidade cinemática se aproximou da viscosidade cinemática no exemplo.

[0094] No exemplo, considera-se que a espuma foi formada de maneira suficiente sobre as superfícies das partículas de areia dentro de um curto período de tempo após o início da mistura porque a espuma gerada pela formação de espuma da solução aquosa de surfactante foi fornecida no início da mistura.

[0095] Por outro lado, no exemplo comparativo, considera-se que a espuma foi formada sobre as superfícies das partículas de areia como a mistura avançada a partir do início da mistura, e considera-se que a espuma não foi formada de maneira suficiente no tempo de mistura de 1 minuto. Com base nos resultados, considera-se que o tempo de produção (tempo de mistura) para produzir a areia espumada pode ser reduzido ao gerar a espuma da solução aquosa de surfactante antes da mistura, como no exemplo.

[0096] Embora a modalidade da invenção tenha sido descrita em detalhes acima, as configurações específicas são não limitadas àquelas na modalidade, e as alterações de estrutura dentro do escopo da invenção também podem ser incluídas na invenção. Além disso, a modalidade e os exemplo modificados podem ser implementados em várias combinações, conforme apropriado.

[0097] Na modalidade, uma trajetória de fluxo na porção de junção, por meio da qual a solução aquosa de surfactante e o fluxo de ar, é uma trajetória de fluxo em forma de T. Em alternativa, o percurso de fluxo pode ser, por exemplo, uma trajetória de fluxo em formato de Y.

[0098] Além disso, um sensor de pressão 25 que mede uma pressão de ar em uma trajetória de fluxo de ar da tubulação de abastecimento de ar na modalidade pode ser fornecido. Com essa configuração, um fornecimento insuficiente de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar pode ser encontrado, e a ocorrência de insuficiência geração da espuma pode ser reduzida com antecedência.

Claims

1. Método para produzir areia espumada (s) para formar um molde de areia, a areia espumada (s) incluindo as partículas de areia (p) e espuma (f) que adere às superfícies das partículas de areia (p), a espuma (f) contendo silicato de sódio solúvel (b), água (w) e um surfactante (c), o método sendo caracterizado por compreender: gerar espuma (d) a partir de uma solução aquosa de surfactante (e), em que o surfactante (c) é dissolvido mediante a formação de espuma da solução aquosa de surfactante (e); e misturar a espuma (d) gerada, o silicato de sódio solúvel (b) e a água (w) juntamente com a areia constituída por partículas de areia (p).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando a espuma (d) é gerada, a solução aquosa de surfactante (e) é espumada fazendo com que a solução aquosa de surfactante (e) passe através de uma pluralidade de poros juntamente com o ar (a).

3. Aparelho de produção, para realização do método como definido na reivindicação 1, para produzir areia espumada (s) para formar um molde de areia, a areia espumada (s) incluindo partículas de areia (p) e espuma (f) aderindo a superfícies das partículas de areia (p), a espuma (f) contendo silicato de sódio solúvel (b), água (w) e um surfactante (c), o aparelho de produção caracterizado por compreender: uma porção de armazenamento (11) em que a areia constituída pelas partículas de areia (p) é armazenada; uma porção de abastecimento de silicato de sódio solúvel (16) configurada para fornecer o silicato de sódio solúvel (b) à porção de armazenamento (11); uma porção de abastecimento de água (15) configurada para fornecer a água (w) à porção de armazenamento (11); uma porção de abastecimento de espuma (20) configurada para fornecer à porção de armazenamento (11) a espuma (d) gerada a partir da solução aquosa de surfactante (e) em que o surfactante (c) é dissolvido; e um misturador (12) configurado para misturar, na porção de armazenamento (11), a areia, o silicato de sódio solúvel (b), a água (w) e a espuma (d) fornecidas à porção de armazenamento (11).

4. Aparelho de produção de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a porção de abastecimento de espuma (20) inclui: uma tubulação de abastecimento de líquido (22) configurada para fornecer a solução aquosa de surfactante (e); uma tubulação de abastecimento de ar (23) configurada para fornecer ar (a); uma porção de junção (21) na qual a solução aquosa de surfactante (e) fornecida a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) e o ar (a) fornecido a partir da tubulação de abastecimento de ar (23) se unem; e um corpo poroso (26) que tem uma pluralidade de poros, o corpo poroso (26) configurado para permitir que a solução aquosa de surfactante (e) e o ar (a) que se uniram na porção de junção (21) passem através do corpo poroso (26) para espumar a solução aquosa de surfactante (e).

5. Aparelho de produção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda um controlador (30A) configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22), e o controle de partida e de parada de fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), em que o controlador (30A) é configurado para: i) iniciar o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23) quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é iniciado; ii) parar temporariamente, em seguida, o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é interrompido; e iii) reiniciar, em seguida, o fornecimento de ar a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), de modo que o ar (a1) que tem uma pressão superior à pressão do ar (a) fornecido antes da parada temporária do fornecimento seja fornecido por um tempo prescrito.

6. Aparelho de produção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda um controlador (30B) configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22), e o controle da partida e parada de fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), em que o controlador (30B) é configurado para: i) iniciar o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23) quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é iniciado; ii) parar, em seguida, o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22); e iii) parar o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23) depois do lapso de um tempo prescrito a partir da parada do fornecimento da solução aquosa de surfactante (e).

7. Aparelho de produção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda: um mecanismo a vácuo (28b) conectado à parte de junção (21), o mecanismo a vácuo (28b) configurado para operar para gerar uma pressão negativa dentro da porção de junção; e um controlador (30C) configurado para controlar a partida e a parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22), o controle de partida e de parada de fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), e controlar uma operação do mecanismo a vácuo (28b) e de parada da operação, em que o controlador (30C) é configurado para: i) iniciar o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é iniciado; ii) parar em seguida o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23) quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é interrompido; e iii) operar em seguida o mecanismo a vácuo (28b) por um tempo prescrito a partir da parada do fornecimento do ar (a) e da solução aquosa de surfactante (e).

8. Aparelho de produção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda: uma válvula de corte (29) disposta abaixo do corpo poroso (26), a válvula de corte (29) configurada para permitir o fornecimento da espuma (d) a partir do corpo poroso (26) para a porção de armazenamento (11), enquanto a válvula de corte (29) estiver aberta, e parar o fornecimento da espuma (d) a partir do corpo poroso (26) na porção de armazenamento (11), enquanto a válvula de corte (29) estiver fechada; e um controlador (30D) configurado para controlar a partida e parada de fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22), controlar a partida e a parada de fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), e controlar a abertura e fechamento da válvula de corte (29), em que o controlador (30D) é configurado para: i) abrir a válvula de corte (29) e iniciar o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é iniciado; ii) parar em seguida o fornecimento de ar (a) a partir da tubulação de abastecimento de ar (23), quando o fornecimento da solução aquosa de surfactante (e) a partir da tubulação de abastecimento de líquido (22) é interrompido; e iii) fechar em seguida a válvula de corte (29) após um lapso de tempo prescrito a partir da parada do fornecimento do ar (a) e da solução aquosa de surfactante (e).

9. Aparelho de produção, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, caracterizado por compreender ainda um sensor de pressão (25) configurado para medir uma pressão do ar (a) em uma trajetória de fluxo de ar da tubulação de abastecimento de ar (23).