УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА Российский патент 2006 года по МПК B29C44/02 B29C67/20 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для вспенивания гранул полистирола и может быть использована в технологических линиях по изготовлению из вспененных гранул теплозвукоизоляционных изделий, применяемых в строительной, мебельной и других отраслях промышленности.

Известны два основных типа устройств для поризации (вспенивания, вспучивания) гранул полистирола, в которых используются различные теплоносители: горячий водяной пар или горячий воздух. При этом, как правило, термин "вспенивание" применяется для процессов, включающих жидкую фазу (воду или конденсат водяного пара), а термин "вспучивание" применим для процессов, использующих воздушный теплоноситель.

Известно устройство для непрерывного сухого вспучивания гранул полистирола. Устройство содержит емкость с размещенным в ней вибрирующим поддоном и средство сухого нагрева гранул в воздушной среде. Вибрирующий поддон выполнен с отогнутыми по периметру вверх отбуртовками, имеющими отверстия. Края отбуртовок отогнуты по контуру наружу и прилегают к стенкам емкости. Средство нагрева гранул выполнено в виде системы принудительной рециркуляции воздуха через емкость, сквозь отверстия в отбуртовках поддона с электронагревателем воздуха, размещенным вне емкости, в системе рециркуляции воздуха. Устройство создает оптимальные условия для непрерывного и экономичного вспучивания гранул до весьма низких плотностей. Устройство просто по конструкции, пожаробезопасно, экологично, просто в обслуживании. (Патент РФ на изобретение №2160184, МПК: В 29 С 67/20).

Однако данное устройство не позволяет получать пенополистирол со стабильными размерами гранул. Кроме того, устройство является дорогостоящим.

Известна линия для изготовления гранул пенополистирола с использованием парового теплоносителя, включающая дозатор гранул полистирола, двухкамерное устройство для вспенивания гранул с лопастными мешалками, камеру стабилизации, откуда устройством перегрузки после выдержки подсушенные и охлажденные гранулы засыпаются в струйный насос и подаются по пневмотрубопроводу в бункер устройства выдержки гранул через воздухоотделитель и затем в средство аэрирования. Линия работает в режимах однократного, двухкратного и более вспенивания гранул полистирола. (А.С. СССР №1458244, МПК: В 29 В 9/16, В 29 С 35/04).

Недостатками данного устройства являются многоступенчатость процесса, необходимость суточной вылежки вспененных гранул, необходимость повторять все операции для получения особо легких гранул. Причем в последнем случае устройство работает уже не непрерывно, а циклически. Все это, а также чрезвычайная сложность устройства, сложность управления им, необходимость 4-х энергоносителей (электроэнергия, водяной пар, сжатый воздух, горячий воздух для сушки), большие габариты устройства, необходимость больших производственных площадей, делают устройство и процесс его работы малоэффективными.

Наиболее близким к заявляемому решению является установка предварительного вспенивания с вращающейся мешалкой и днищем с вводами подачи пара, включающая питатель, механизм выгрузки и средства для подачи пара. Вводы подачи пара выполнены в виде окон, снабженных фильтрующими элементами, защищенными крышками, а днище камеры снабжено клапаном для слива конденсата. (А.С. СССР №554166, МПК: B 29 D 27/00).

Однако для предотвращения слипания гранул в процессе вспенивания в данном устройстве предусмотрена дробилка, что усложняет конструкцию устройства.

Задачей изобретения является обеспечение возможности получения стабильного по объемной массе гранулированного пенополистирола, используемого в качестве теплозвукоизолятора при упрощении конструкции устройства и увеличении надежности его работы.

Поставленная задача решается тем, что устройство для вспенивания пенополистирола, содержащее камеру вспенивания (цилиндрическую, имеющую дно и боковую поверхность) с окнами загрузки и выгрузки пенополистирола и вращающейся мешалкой с лопастями, вводы подачи пара, один из которых расположен в дне камеры, согласно изобретению снабжено сетчатым поддоном и двумя дополнительными окнами, расположенными на боковой поверхности камеры, одно из которых предназначено для очистки сетчатого поддона, а второе - для очистки дна камеры вспенивания, мешалка снабжена связанными между собой центральным и распределительными каналами для подачи пара в полость камеры, при этом центральный канал расположен в оси мешалки, распределительные - в лопастях, которые снабжены инжекционными отверстиями (для выхода пара), один из вводов подачи пара, расположенный в дне камеры, соединен с центральным каналом мешалки, другие вводы расположены на боковой поверхности нижней части камеры.

Вводы выполнены в виде патрубков, при этом патрубки расположены в горизонтальной плоскости под углом 20-70° к боковой поверхности камеры.

Окно для очистки сетчатого поддона расположено над ним, а окно для очистки дна камеры вспенивания - между дном камеры и сетчатым поддоном.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства, на фиг.2 - вид сверху на сетчатый поддон.

Устройство состоит из цилиндрической камеры вспенивания 1, на боковой поверхности которой расположены окна для загрузки 2 гранул пенополистирола и выгрузки 3 готового продукта. В камере вспенивания смонтирована мешалка 4 в виде закрепленных на полой оси 5 лопастей 6, выполненных в виде полых трубчатых элементов. Полости деталей мешалки служат каналами для подачи теплоносителя в камеру вспенивания 1. Для равномерного распределения подаваемого пара по объему камеры лопасти снабжены рядом отверстий. Мешалка 4 соединена с приводом редуктора. Подача пара осуществляется по паропроводу, снабженному паровым краном, соединенному с цилиндрическими вертикальным 7 и горизонтальными 8 патрубками. Вертикальный патрубок 7 соединен с осью 5 мешалки 4, остальные - горизонтальные 8 расположены в нижней части камеры под углом к ее боковой поверхности для создания турбулентности потока теплоносителя в камере. Устройство снабжено расположенным в камере вспенивания сетчатым поддоном 9 и двумя окнами 10, 11 на боковой поверхности камеры, одно из которых предназначено для очистки сетчатого поддона, а второе - для очистки дна камеры вспенивания. Сетчатый поддон предназначен для устранения возможности попадания пенополистирола в зону подачи пара, а также для обеспечения равномерного распределения тепла по днищу камеры вспенивания. Локальное засорение сетчатого поддона не влияет на процесс вспенивания.

Между наружной обшивкой и камерой вспенивания размещен слой 12 теплоизоляционного материала. В боковой поверхности камеры выполнено смотровое окно 13, снабженное градуировочной шкалой. Для обеспечения возможности контроля за температурным режимом процесса вспенивания на боковой поверхности камеры закреплен спиртовой термометр 14.

Установка работает следующим образом.

С помощью редуктора приводят во вращение лопасти 6 мешалки 4. В камеру 1 для вспенивания подается пар, часть из которого поступает через боковые (горизонтальные) патрубки 8, а часть - через вертикальный патрубок 7, расположенный в дне камеры и соединенный с центральной полой осью 5 мешалки и полые лопасти 6 с форсунками. При этом с помощью форсунок теплоноситель равномерно распределяется по всей зоне вспенивания. Через окно загрузки 2 гранулы пенополистирола попадают в полость камеры вспенивания. Под действием тепла пара гранулы нагреваются, увеличиваются в объеме, их удельный вес уменьшается и они вытесняются вверх непрерывно поступающими более тяжелыми гранулами. Постоянное перемешивание гранул лопастями 6 мешалки препятствует их слипанию и способствует их равномерному перемещению к окну для выгрузки 3, расположенному в верхней части камеры. Достигнув окна для выгрузки 3, вспененные гранулы выгружаются в накопительный бункер (не показан),

Объемный вес пенополистирола можно изменять количеством подаваемых гранул, количеством подаваемого пара в камеру, высотой установки разгрузочного окна 3.

При окончании работы необходимо за 10-15 минут прекратить загрузку гранул, затем перекрыть подачу пара и затем выключить привод мешалки.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для вспенивания гранул полистирола и может быть использовано в технологических линиях по изготовлению из вспененных гранул теплозвукоизоляционных изделий, применяемых в строительной, мебельной и других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения стабильного по объемной массе гранулированного пенополистирола, используемого в качестве теплозвукоизолятора при упрощении конструкции устройства и увеличении надежности его работы. Устройство для вспенивания пенополистирола содержит камеру вспенивания (цилиндрическую, имеющую дно и боковую поверхность) с окнами загрузки и выгрузки пенополистирола, вращающуюся мещалку с лопастями и вводы подачи пара, один из которых расположен в дне камеры. Оно снабжено также сетчатым поддоном и двумя дополнительными окнами, расположенными на боковой поверхности камеры, одно из которых предназначено для очистки сетчатого поддона, а второе - для очистки дна камеры вспенивания. Мешалка снабжена связанными между собой центральным и распределительными каналами для подачи пара в полость камеры. Центральный канал расположен в оси мешалки, а распределительные каналы - в лопастях, которые снабжены инжекционными отверстиями (для выхода пара). Один из вводов подачи пара, расположенный в дне камеры, соединен с центральным каналом мешалки, другие вводы расположены на боковой поверхности нижней части камеры. Вводы выполнены в виде патрубков, при этом патрубки расположены в горизонтальной плоскости под углом 20-70° к боковой поверхности камеры. Окно для очистки сетчатого поддона расположено над ним, а окно для очистки дна камеры вспенивания - между дном камеры и сетчатым поддоном. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для вспенивания пенополистирола, содержащее камеру вспенивания с окнами загрузки и выгрузки пенополистирола и вращающейся мешалкой с лопастями, вводы подачи пара, один из которых расположен в дне камеры, отличающееся тем, что оно снабжено сетчатым поддоном и двумя дополнительными окнами, расположенными на боковой поверхности камеры, одно из которых предназначено для очистки сетчатого поддона, а второе - для очистки дна камеры вспенивания, мешалка снабжена связанными между собой центральным и распределительными каналами для подачи пара в полость камеры, при этом центральный канал расположен в оси мешалки, распределительные - в лопастях, которые снабжены инжекционными отверстиями, один из вводов подачи пара, расположенный в дне камеры, соединен с центральным каналом мешалки, другие вводы расположены на боковой поверхности нижней части камеры.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вводы выполнены в виде патрубков, при этом патрубки расположены в горизонтальной плоскости под углом 20-70° к боковой поверхности камеры.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что окно для очистки сетчатого поддона расположено над ним, для очистки дна камеры вспенивания - между дном камеры и сетчатым поддоном.