СПОСОБ СУШКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F26B3/04 F26B9/06 

Изобретение относится к способам производства теплоизоляционных материалов, а именно к производству пеноваты - пеноизолов - поропластов, которые могут быть использованы в строительстве в качестве утепляющего слоя ограждающих конструкций при возведении жилых и промышленных зданий для их утепления, в частности, при возведении облегченных строительных конструкций.

Известен теплоизоляционный материал (ТИМ), относящийся к классу пеноизолов, который получают с использованием в качестве связующего полимерной карбамидоформальдегидной смолы ВПС-Г, пенообразователя АБСФК - алкилбензолсульфокислоты, ортофосфорной кислоты - катализатора для отверждения и образователя защитной пленки на поверхности, и воды (см. www.penodel.ru.). Способ производства этого материала состоит из смешивания карбамидоформальдегидной смолы ВПС-Г с водным раствором, в состав которого входит: ортофосфорная кислота и АБСФК (алкилбензолсульфокислота), с помощью установки, которая смешивает компоненты, и они заливаются в жидко-пенообразном виде в формы с последующей их сушкой. Во время сушки проводят подачу теплого воздуха с вытяжкой.

Сушильное оборудование в указанном источнике информации представлено помещением объемом 180 м³ с установленными внутри стеллажами с плитами ТИМ, снабженным шлангом для подачи теплого воздуха непосредственно в стеллажи с заготовками и вытяжной установкой (см. www.penodel.ru/gjin.php.).

Недостатками известного способа сушки теплоизоляционного материала и конструкции сушильного помещения, описанных в указанном источнике, является неэкологичность полученного материала, поскольку в его состав входит полимерная карбамидоформальдегидная смола ВПС-Г, которая в процессе эксплуатации постоянно выделяет формальдегид. Попадая в жилое пространство даже и в небольших дозах, формальдегид вредно влияет на состояние здоровья людей и животных. Описанный способ сушки и его режим не позволяют вывести формальдегид из теплоизоляционного материала. Высокая же температура сушки и/или ее длительность ухудшают эксплуатационные характеристики теплоизоляционного материала, разрушая поры ТИМ.

Задачей изобретения является повышение экологичности производимого теплоизоляционного материала путем интенсивного вывода формальдегида из него в процессе его производства, а именно сушки, а не эксплуатации, при сохранении теплоизоляционных свойств материала.

Поставленная задача решается способом сушки теплоизоляционного материала в сушильной камере, с подачей теплоносителя в камеру сушки и с отводом газов. Процесс сушки проводят поэтапно. Сушильную камеру используют удлиненную, с возможностью вмещения нескольких партий ТИМ вдоль камеры; длина камеры должна быть равна сумме длин зон сушки, и не меньше длины нескольких тележек с ТИМ, сушащихся одновременно. Сушильная камера выполнена с входной, первой зоной сушки, снабженной средствами вытяжки, например, вытяжным вентилятором, с выходной, последней зоной сушки, снабженной средством для направленной подачи теплоносителя в сторону ТИМ, например, отопительным прибором (калорифером) с втяжным радиальным вентилятором; указанные зоны снабжены входной и выходной дверцами. После загрузки камеры первой партией (тележкой) ТИМ все двери закрывают, в сторону ТИМ подают теплоноситель с температурой 100-130°С непрерывно, осуществляя одновременный вывод отходящих газов из входной зоны сушильной камеры. Сушку продолжают в течение части времени сушки, например, в течение 1 часа. По прошествии указанного времени двери входной зоны открывают, первую партию ТИМ передвигают в сторону выходной зоны, в следующую зону сушки, а на ее место устанавливают вторую партию ТИМ на второй тележке. Двери входной зоны закрывают, и первый этап сушки повторяют в том же режиме. После завершения очередного этапа сушки поэтапно перемещают партии ТИМ в сторону выходной зоны камеры от зоны к зоне сушки в порядке очередности их загрузки; по мере продвижения партии ТИМ ближе к выходной зоне изменяется тепловой режим сушки, при этом температура сушки постепенно повышается. Общее время пребывания партии ТИМ в камере повышается. Пройдя несколько зон сушки с постепенным повышением температуры сушки между входной и выходной зонами и постепенным увеличением общего времени сушки со своей температурой сушки на каждом этапе, первая партия дойдет до выходной зоны. Двери выходной зоны открывают и проводят выгрузку первой партии ТИМ с одновременной загрузкой входной зоны новой партией ТИМ. Таким образом, достигается поэтапность сушки ТИМ с постепенным подъемом температуры сушки по мере его продвижения к средствам подачи теплоносителя. Осуществляя постепенный нагрев теплоизоляционного материала в пределах каждой зоны, можно обеспечить оптимальный режим сушки и инициировать активацию образования и выделения формальдегида, который, подхватываясь потоком воздуха в вытяжку, выводится наружу. Время сушки при этом также разбивается на подинтервалы по отношению к общему времени сушки. По окончании сушки в теплоизоляционном материале содержание вредного формальдегида будет сведено к величине не более 0,5 мг/м³, процесс его выделения в дальнейшем, в частности, в процессе эксплуатации, будет сведен к минимуму, и в строительстве будет использован теплоизоляционный материал с резко улучшенными экологическими характеристиками. Перед продвижением партии ТИМ в сторону выходной зоны сушильной камеры вытяжную вентиляцию во входной зоне отключают.

Задача решается также конструкцией сушильной камеры, снабженной средствами направленной подачи теплоносителя (подогретого воздуха, другого газа) и средствами отвода газов. Сушильная камера выполнена герметичной, удлиненной, с возможностью вмещения нескольких тележек с ТИМ (нескольких партий ТИМ) по одной линии, вдоль камеры. Длина камеры должна быть по крайней мере кратна количеству зон сушки, и не меньше длины нескольких тележек с ТИМ, сушащихся одновременно. Камера выполнена с входной, первой зоной сушки, снабженной средством вытяжки, например, вытяжным вентилятором, с выходной, последней зоной сушки, снабженной по крайней мере одним средством для направленной подачи теплоносителя в сторону ТИМ, например, отопительным прибором (калорифером) с втяжным радиальным вентилятором; указанные зоны снабжены входной и выходной дверцами для закатывания (загрузки) и выкатывания (выгрузки) тележки с ТИМ.

В качестве теплоносителя может быть использован подогретый калорифером или утилизованным теплом воздух, другой газ, а также пар.

Для удобства пользования вдоль камеры внутри нее могут быть установлены рельсы для тележки.

Для увеличения производительности сушки камера может быть выполнена в несколько ярусов по высоте, например, в два яруса: верхний и нижний. Это, во-первых, увеличивает пропускную способность камеры, во-вторых, придает дополнительную устойчивость конструкции камеры. Каждый ярус при этом оснащен загрузочными и выгрузочными дверцами, которые тоже герметично закрываются, а также своим средством для направленной подачи тепла в сторону ТИМ и своим вытяжным средством. Верхний ярус снабжен средством для подъема тележки наверх, или подача тележки на верхний ярус осуществляется вручную.

Увеличивая длину сушильной камеры, можно увеличить количество зон сушки ТИМ и, тем самым, уменьшить интервалы изменения температуры теплоносителя по длине камеры и времени пребывания ТИМ в этом температурном режиме. При этом достигается больший процент вывода формальдегида из ТИМ.

Известно использование зональных сушильных камер для обжига керамического кирпича в производстве, где температуры обжига достигают нескольких сотен градусов, при этом в зональных сушильных камерах для обжига в каждой зоне установлен свой временной и температурный режим обжига. Такая сушка керамического кирпича позволяет достичь повышенной прочности кирпича без его растрескивания, как полнотелого, так и с выполненными в его объеме пустотами определенной формы. В предлагаемом изобретении также использован принцип зональной подачи тепла и сушки, но он использован не только для сушки теплоизоляционного материала из карбамидоформальдегидной смолы ВПС-Г, без конструктивных сложностей, которые предполагаются в камере для сушки кирпича; при этом предложенный режим сушки вызывает ускорение образования формальдегида и вывода его из теплоизоляционного материала. И в этом качестве предложенный способ постепенного подъема температуры до максимального уровня в 130°С и зональный способ сушки в сушильной камере для ТИМ из уровня техники неизвестны. Во время сушки в данной сушильной камере формальдегид удаляется из теплоизоляционного материала, и материал становится безопасным для здоровья человека. В сушильной камере предложенной конструкции при длине камеры, кратной длинам тележки с ТИМ, например, кратной трем при общей длине камеры 30 м снижается количество формальдегида в составе ТИМ до допустимого уровня в 0,5 мг/м³, что позволяет использовать его при утеплении жилых и общественных зданий без опасения за здоровье людей.

На чертеже представлен 2х-секционный вариант выполнения конструкции сушильной камеры. Сушильная камера представляет собой замкнутую прямоугольную емкость 1 длиной в 50 м, сваренную из уголкового профиля 2 и металлических листов 3, облицованную теплоизоляционным материалом для уменьшения потерь тепла (не показано), выполненную герметично. Сушильная камера выполнена в два яруса, нижний 4 и верхний 5, для чего она выполнена по высоте в две высоты тележки и снабжена рельсами как направляющими для тележек, установленными: нижний комплект рельс - на полу камеры или на боковых стенках камеры, верхний комплект - на боковых стенках камеры. Рельсы выполнены из трубы под размер колес тележки. На входе и выходе сушильной камеры выполнены двери 6 для загрузки тележек с ТИМ в камеру и их выгрузки. Каждый ярус 4, 5 камеры снабжен вытяжной вентиляцией 7 на ее входе и калориферами с радиальными вентиляторами 8 на выходе камеры. Стрелкой показано направление перемещения тележки в процессе сушки ТИМ.

Сушильная камера работает и способ сушки осуществляется следующим образом. После резки блока ТИМ на листы в размер и торцевания тележку с листами ТИМ длиной 1,4 метра вкатывают в сушильную камеру и все двери закрывают. Включают втяжную и вытяжную вентиляцию и начинают подавать теплый воздух с температурой 100-130°С со стороны выходной зоны в сторону входной зоны. Теплый воздух, который используется для сушки материала, перемещается вдоль камеры от выхода ко входу и чем ближе ко входу, тем больше он остывает. Поскольку тележка с партией ТИМ находится во входной зоне камеры, нагретый воздух, пройдя всю длину камеры, охлаждается естественным путем и, дойдя до тележки, охлаждается до температуры примерно в 45°С. Листы ТИМ в тележке выдерживают при этой температуре в течение 1 часа, проводя их сушку. Листы ТИМ начинают набирать прочность, при этом за счет небольшого нагревания ТИМ происходит сушка в щадящем режиме и постепенный отрыв молекул формальдегида от ТИМ, вынос их в вытяжную вентиляцию. За счет небольшого подъема температуры с 20-25°С вне камеры до 45°С во входной зоне камеры режим сушки и выход формальдегида производится в щадящем режиме без разрушения пор ТИМ и ухудшения его теплоизоляционных и прочностных свойств. По истечении 1 часа входную дверцу входной зоны открывают, первую партию ТИМ по рельсам продвигают в среднюю зону - ближе к выходной зоне подачи на длину второй тележки со второй партией ТИМ, с учетом некоторого расстояния между тележками (1,5 м) для лучшего режима сушки; на место первой тележки вкатывают вторую партию ТИМ, входную дверь закрывают и повторяют операцию сушки первого этапа. При этом режим сушки для второй партии ТИМ будет таким же, как и для первой партии, а для первой партии температура сушки поднимется примерно до 80-90°С, поскольку она будет ближе к источнику тепла. Листы ТИМ продолжают постепенно нагреваться, и процесс выхода формальдегида дополнительно активизируется, также без разрушения пор с воздухом и без ухудшения свойств ТИМ. На этой стадии также производят выдержку листов ТИМ в течение 1 часа. По завершении второго этапа опять открывают входную дверцу входной зоны, продвигают первую тележку к выходу и следом за ней вторую, а во входную зону вкатывают третью тележку с третьей партией ТИМ. На третьем этапе первая тележка при длине сушильной камеры, равной 3xL, где L равна длине тележки, оказывается в выходной зоне камеры в непосредственной близости от источника тепла, и температура сушки для первой партии будет составлять примерно 130°С, постепенно, в три приема поднявшись с комнатной температуры до 45°С, 90°С до максимальной в 130°С. Время выдержки также дозировано и составляет 3×Т часов, где Т=1 час. При этом вторая партия ТИМ сушится в режиме сушки ТИМ первой тележки между входной и выходной зонами (в средней части камеры) в течение также 1 часа при температуре 90°С, а третья тележка - во входной зоне при температуре 45°С в то же время в течение 1 часа. Из листов ТИМ всех сушащихся партий постепенно выделяется формальдегид и уносится вытяжной вентиляцией из камеры, и его содержание в ТИМ сводится к минимально возможному. После окончания сушки выходные двери открываются, и первая тележка с первой партией ТИМ выкатывается наружу. На выходе из сушильной камеры листы набрали остаточную прочность и потеряли значительное количество формальдегида, обеспечивая при этом экологически чистый материал для дальнейшего безопасного использования при возведении стен и других элементов конструкции. Поэтапность сушки и зональность нагрева достигаются не за счет конструктивных сложностей сушильной камеры, а постепенным перемещением ТИМ с одного конца на другой в сторону источника теплоносителя с постепенным увеличением температуры и выдержкой ТИМ в определенной зоне в течение части времени сушки.

Режим сушки будет улучшен, если между тележками будет свободное пространство. Таким образом, описанный способ сушки ТИМ и конструкция сушильной камеры позволяют обеспечить постепенный, щадящий, без разрушения пор, но тем не менее активный процесс вывода накопившегося в процессе производства ТИМ формальдегида при использовании в качестве связующего полимерной карбамидоформальдегидной смолы ВПС-Г, сведя содержание формальдегида в ТИМ на последней стадии его сушки к минимуму. За счет щадящего режима вывода формальдегида поры ТИМ остаются целыми, и теплоизоляционные и прочностные свойства ТИМ не ухудшаются.

Изобретение относится к способу сушки теплоизоляционных материалов, например пеноваты, для использования в строительстве. Способ сушки теплоизоляционного материала осуществляют в сушильной камере, выполненной с возможностью вмещения нескольких партий теплоизоляционного материала вдоль камеры, с подачей теплоносителя на выходе камеры сушки и с отводом газов на ее входе при сушке, процесс сушки проводят поэтапно, для чего на вход камеры во входной, первой зоне сушки устанавливают первую партию теплоизоляционного материала, в сторону теплоизоляционного материала непрерывно подают теплоноситель, осуществляя одновременный вывод отходящих газов из входной зоны сушильной камеры наружу в вытяжную вентиляцию, сушку первого этапа продолжают в течение части времени сушки, по прошествии которого партию теплоизоляционного материала поэтапно передвигают в сторону выходной зоны, а на ее место при необходимости устанавливают последующую партию теплоизоляционного материала, далее последующие этапы сушки повторяют в том же режиме. Изобретение должно обеспечить повышение экологичности путем интенсивного вывода формальдегида из материала в процессе сушки. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ сушки теплоизоляционного материала в сушильной камере, выполненной с возможностью вмещения нескольких партий теплоизоляционного материала вдоль камеры, с подачей теплоносителя на выходе камеры сушки и с отводом газов на ее входе при сушке, процесс сушки проводят поэтапно, для чего на вход камеры во входной, первой зоне сушки устанавливают первую партию теплоизоляционного материала, в сторону теплоизоляционного материала непрерывно подают теплоноситель, осуществляя одновременный вывод отходящих газов из входной зоны сушильной камеры наружу в вытяжную вентиляцию, сушку первого этапа продолжают в течение части времени сушки, по прошествии которого партию теплоизоляционного материала поэтапно передвигают в сторону выходной зоны, а на ее место при необходимости устанавливают последующую партию теплоизоляционного материала, далее последующие этапы сушки повторяют в том же режиме.

2. Способ сушки по п.1, отличающийся тем, что теплоноситель подают непрерывно с температурой 100-130°С.

3. Способ сушки по п.1, отличающийся тем, что перед продвижением партии теплоизоляционного материала в сторону выходной зоны вытяжную вентиляцию во входной зоне отключают.