Способ пропитки упаковочного картона и установка для его осуществления Советский патент 1979 года по МПК B05C3/109 

Изобретение относится к технике пропитки пористых материалов.

Известен способ пропитки упаковочного картона, заключающийся в том, что картон помещают в рабочую камеру, в которую затем подают пропиточную жидкость, содержащую растворитель, и после обработки картона пропиточную жидкость удаляют 1.

Устройство для осуществления этого способа содержит по крайней мере одну рабочую камеру и по крайней мере один соединенный с ней резервуар для пропиточной жидкости.

Согласно известному способу после пропитки обработанный материал сушат, чтобы уничтожить все следы растворителя. Эта операция осуществляется обычно путем помещения еще влажного материала в печь, где циркулирует горячий воздух. Помимо того, обработанный материал должен транспортироваться от места пропитки к месту сущки, что является вредным и опасным для здоровья персонала, выполняющего эти операции, так как растворители, как правило, токсичны и быстровоспламеняемы. В частности, существует опасность образования в печи детонирующей смеси из горячего воздуха и паров растворителя. Следовательно, для таких установок обязательно требуется применение очень строгих норм техники безопасности как по причине вредных условий работы, так и в связи с опасностью взрыва. Все это неизбежно приводит к заметному увеличению себестоимости пропиточных установок. Кроме того, имеет место значительный расход нерекуперируемой энергии для получения горячего воздуха, а также потеря растворителя.

Целью изобретения является повышение экономичности процесса и его безопасности.

Указанная цель достигается тем, что перед подачей пропиточной жидкости в рабочую камеру последнюю вакуумируют для удаления следов кислорода, причем после удаления пропиточной жидкости удаляют растворитель, присутствующий в картоне и рабочей камере, и далее образовавшиеся пары растворителя конденсируют.

Причем иропиточную жидкость нагревают. Пропиточную л идкость нагревают перед подачей ее в рабочую камеру.

Кроме того, установка для осуществления данного способа снабжена средствами удаления из рабочей камеры следов кислорода и растворителя и конденсатором его паров.

Средства для удаления следов кислорода из рабочей камеры и растворителя выполнены в виде по крайней мере одного ваку)м-насоса, связанного с рабочей камсрой. Резервуар для пропиточной жидкости соединен с рабочей камерой одним трубопроводом с реверсивным насосом. Также установка снабжена соединенным с резервуаром для нропиточной жидкости буферным резервуаром с насосом, связанным с конденсатором паров растворителя. Рабочая камера и/или резервуар с пропиточной жидкостью снабжены нагревательными средствами, выполненными в виде трубопроводов с теплоносителем. , .,wiwnuv.j-iicjit;M. Кроме того, установка снабжена устройТ/ -х -- ством для автоматического регулирования скорости испарения растворителя и свяскпппгти ,„„ -занным с ним датчиком температуры устаповленным в рабочей камере танп11я - зтично изображена vcia овка с одной рабочей камерой; на камерашг.™ несколькими рабочими с ге п ет ичнпй камеру } WpeBa ,3060 - «нопк ;п±. У™™РО - Установка содержит также два резервуара 4 и . для пропиточной жидкости. Каждь1Й герметичный резервуар снабжен неремешива ЮЩИМ vrтnnйnrnr,, г срсмешиванагреванияУскопен я пп ° пунктиром. Для неяргпп пс. испарения может быть поопиттшп повышение температуры Bvaoax 7V °™- ™™ Р зеРпое лавгтрни создаваться избыточжмг,,, некоторых пропиточных иие попГ « большое избыточное давлепеоатупр 9п°г выигрыщ в темчто нрп 97 Следует отметить, г«7я иагревания образованы каiid.idMH циркуляции теплоносителя (напригим водь1), расположенными ооразом, чтобы создавались благоприотр передачи тепла через сгенки упомянутых каналов камере или рер уаром. 1аким образом, упомянутый I-, у I D1H теплоноситель нагревает продукты, содертеплоноситель нагревает ПРОДУКТЫ. РППАП. жащиеся в камере или резервуарах, косвенно, т. е. не перемешиваясь или не соприкасаясь непосредственно с этими продуктами. Проииточная жидкость может оыть прямо перелита из одного резервуара в другой благодаря сообщающей цепи 5, содержащей, в частности, насос 9 и два управляющих вентиля 10 и //. Резервуары f и 5 сообщаются с камерой / по цепи 12 служащей одновременно для заполнения камеры пропиточной жидкостью и для опорожнения этой камеры по окончании обраоотки. Это возможно благодаря тому, что включенный в эту цепь пасос 13 является насосом реверсивного типа. Вентили 14 и 15 позволяют забирать или собирать прониточную-жидкость в том или другом из резервуаром 4 и 5. Установка, кроме того, содержит цепь 16 для отвода и рекуперапии парообразного растворителя из камеры /. Эта цепь содержит вентиль 17, вакуумный насос 18 и конденсатор 19. ПоследНИИ связан через насос 20 с буферным резервуаром 21, выход которого сообщается с обоими резервуарами 4 vi 5. Помимо этого, установка содержит цепь откачки, позволяюпдую создавать вакуум в баке. Эта непь содержит вентиль 22 и вакуумный насос 23. Цепь подачи нейтрального газа (например, азота) содержит баллон 24 со сжатым газом, который может сообщаться с камерой через вентиль 25. Кроме того. установка содержит следящее устройство б, связанное с датчиком 27 температуры, находящимся в рабочей камере. Следящее устройство воздействует в описываемом примере на насос 18. На фиг. 2 изображена полная установка, содержащая три герметичных рабочих камеры /1, Ii, h- Эти камеры идентичны камере на фиг. I. Камера /2 изображена ffт, г f f . -, -оолее подробно по сравнению с камерами « й. как и в камере по фиг. 1, имеется герметичная крышка 2 и цепь .5 нагревания, изображенная пунктиром. Эти же элементы имеются в камерах / и /з „ ... jj ,1 JJУстановка содержит также два резервуара -..„..„.. ,,,i Аоа pccscHt5;yара « 5 для пропиточной жидкости. Каждый /I -,-, С -- -1 резервуар, обладающий герметичностью, снабжен перемешивающим устройством б и имеет цепь 7 нагревания, изображенную пунктиром. Следует отметить, что цепи 3 и 7 нагревания образованы каналами диркуляции теплоносителя (например, воды), расположенными таким образом, чтобы создавались благоприятные условия для передачи тепла через стенки упомянутых каналов камерам или резервуарам. Таким образом, теплоноситель нагревает продукты, содержащиеся в камерах или резервуарах косвенно, т. е. не перемешиваясь и не входя в непосредственный контакт с этими продуктами. Пропиточная жидкость может прямо переливаться из одного резервуара II j fi.ii II р v i/iziuci 1 no vy/i,o wi u j ci|7 J в ППУГПЙ блягтяпа гпп(;т1ТЯ1П1гтРЙ 1ГРГГМ ; в другой благодаря сообщающей цеии 8, содержащей, в частности, насос 9 и два управляющих вентиля 10 и //. Резервуары 4 и 5 могут сообщаться с любой из камер /ь Iz, /з благодаря единой цепи 12, служащей одновременно для заполнеиия упомянутых баков пропиточной жидкостью и для опорожнения этих баков жидкостью и для опорожнения этих баков по окончании обработки. Это возможно за по окончании обработки. Это возможно за счет того, что включенный в эту цепь насчет того, что включенный в эту цепь насос 13 является насосом реверсивного тииа. Вентили 14 и 15 позволяют забирать или рекуперировать пропиточную жи; рекуперировать пропиточную жидкость в .TI-, том или другом из резервуаров 4 и 5. Группа из трех вентилей 28i,28 и 28 позволяет выбирать одну из трех рабочих камер для подключения к резервуару 4 и 5. Установка содержит, кроме того, цепь 16 для отвода и рекуперации газообразного растворителя из камер /i, /9 и з- Эта цепь содержит труппу изтрех вентилей /7, 17 и /7з, реализующих функцию выбора, идентичную функции вентилей 28, вакуумный насос 18 и конденсатор 19. Этот конденсатор связан через насос 20 с буферным резервуаром 21, выход которого сообщается с обоими резервуарами 4 и 5. Помимо этото, установка содержит откачки 29, позволяющую создавать вакуум в камерах. Эта цепь также содержит труппу из трех вентилей 22, 22- и 22, иозволяющпх подсоединять одну из рабочих камер к вакуумному пасосу 23. Цепь подачп нейтрального таза (например, азота) содержит баллон 24 со сжатым газом, который может подсоединяться к одной или другой из рабочих камер благодаря другой группе из трех вентилей 25, 252 и 25з. Кроме того. F3 установке имеется следяuj.ee устройстзо 26, связанное с датчпками 27, 272 и 27з температуры, каждый из которых находится в одной из пабочпх камер. Следящее устройство :-, злействует в данном примере на иасос /5. Предлагаемые установка работают следующим образом. Работа установки, содержащей одну камеру. Камера загружается пропитываемым материалом, который в некоторых случаях нагревается, герметичная крыщка закрывается, { при помощи насоса 23 в камере создается . Затем посредством насоса 13 в ка. подается ппопиточная жидкость, которая к это.му времени доводится до требуемых состава и температуры в одном из резервуаров 4 пли 5. По истечении некоторого времени пропитки пропиточная жидкость возвращается по цепи 12 в резервуар при помощи реверсивного насоса 13. С этого момента может начаться собственно сущки. После опорожнения камеры в ней остается значительное количество растворителя как в жидкости, смачивающей материал или стоящей на дне камеры, так и Б виде газа, поскольку воздух, который был предварительно откачен, может быть замен1ен только парами растворителя. Сущка осуахествляется как за счет теила, вылеляемого нагревательной цепью 3, так п га счет вак;,ума, создазаемсго з камере насосом 18 и ускоряющего испарение. Пары растворителя, откачшаемые насосом 18, конденсируются з конденсаторе 19, и образующаяся в конденсаторе жидкость постепенно удаляется насосом 20, который подает ее в буферный резервуар 2/. Рекуперированный образом пастворитель может быть возвращен в резервуары. После удален1 я почти всего растворителя из камеры / в ней снова образуется вакуум, и для того, чтобы можно было открыть 1 приступить к выгрузке, необходи io заполнить камеру / азотом. Следящее устройство 26 пред} азн. ля контроля скорости испарения и рекуерации растворителя. Контроль за СКООСТЬЮ испарения является весьма же.: :ельнь м, в частности, для устранен)ая лоальпого закипания в самой стгг.лпуре иро: тываемых материалов, которое могло f-. итрипательно сказаться ка качестве про)птки. Для этого необходимо установить правильное соответствие между температ рой и давлением внутри камеры. Именно поэтому следящее устройство 25 работает от температурного датч; ка 27 и воздействует на насос 18, регул фуя .ление плров в функции температуры. В том случае, когда установка содер:--,ит несколько камер, например три камеры, как иоказано на фиг. 2. каждая из камер /1. /о и /3 работает также кяк и каvcpn /. лстаповка построена таким образом, полный цикл )J С}ШКИ МО )OB(дитьcя в каждой рабочей кпмепе. Пгывая время, необход мое для з.згруз;-::) и выгрузки материалов, можно смест)ть 1;;:боч1;е циклы трех камер образом, чтобы в любой момент одна камера нахо:,;:лпсь иод загрузкой, другая - работала, 1 - разгружалась. Если предполо:., что камера / была только что загр;-:кеиа пропитываемыми мгтерлслами, которые возможно были нагреты, и что герметичная крышка закрыт,, то тоглл в камере создают пакуум лрп ) насоса 23, цр этом вентиль -2; открыт, а венТ1 Л 1 22| и 22з - закрыты. Затем пропиточиая жидкость, которая к этому Бремени доводится до cooтвeтcтБ юp ;;x сеет;-на и температ ры в одном из резервуаров 4 и 5. подается в ка.меру /; ПРИ псмс-щи засоса 13 через вентиль 28. По кстечени oiipeделенного времени обработки пропиточная жпдкость возвращается по той же цепи 12 в резервуары при певерошного насоса 13. С этого момента начаться ьтаи собственно сушки. Все то, что было сказано ранее о раб)те камеры /, остается вер-ьг; и для работы камер установки, содержащей несколько камер. Следящее устройстЕО 26 работает от соответствующего температурно: п датчика 27 и воздействует на насос 18, регулируя давление паров з функи;п1 температуры. Вместо датчика :-72 при работе соответствующих камер включаются датчики 27| и 27з. Пзобретение не огранпп йлстсз ни оиисанным выще вариантом способа, ни частным вариантом пыполкелия уста1:овк 1, предназначенной для осуществлек)я сп(сооа. В частности, в конструкц -1}о ycT;U OEiui могут быть внесешь многочисленные изменс 1ия: напрпмер, едпная и.епь 12 может быть разделена на две °цепи, одна из которых служит для заполнения камеры, а другая - для опорожнения ее. Кроме того. многочисленные изменения быть внесены в средство переключения, позволяю| цее выбирать ту или иную из рабочих камер. Можно использовать другое число рабоч:1.к камер, а также обеспечить работу нескольких камер в одно время. Помимо этого, может быть значительно изменен и сам способ: например, в иекоторых случаях может оказаться нелесообразным вводить в камеру азот, начиная с этапа ее опорожнения, для устранения всякой опасности локального закипания растворителя в структуре материалов. По.мимо того, согласно варианту, изображенному штрихпунктиром, насос 18 может быть установлен в параллельной ветви трубопровода, соединяющего конденсатор 19 с резервуаром 21, при этом в упомянутом трубопроЕо.:е предусматривается вентиль 30 между конденсатором 19 н насосом 20. После загрузки материалов в камеру /2 создают вакуум с помощью насоса 18 при открытом вентиле 17 и закрытом вентиле 30. После получения требуемого вакуума закрывают веитиль 17 и останавливают насос 18. Затем обработка матерналов идет так, как описано выше. Как было указано, перед пропиткой в камере создается вакуум, в результате этого удаляется воздух и снижается влажность. Это позволяет осуществлять равномерную пропитку по всей структуре пористого материала (гофрированный картон) и эффективную сушку даже в случае гофрированного фасонированного картона. Действительно, в результате этого значительно улучшаются физические и механические свойства материалов, например механическая прочность повышается на 60% при содержании смолы только 15% от веса картона, происходит усиление клееных швов и повышение влагостойкости. Кроме того, при равной механической прочности, за счет этого способа можно сэкономить до 30% це.ллюлозы. Помимо этого, поскольку имеет место погружение в жидкость, последняя может содержать з растворенном виде или в виде дисперсной системы любую добавку, позво.ляющую придавать картону дополнительные специальные свойства такие, как огнестойкость, окраска, стойкость к насекомым, термитам, бактериям и плесени. Формула изобретения I. Способ пропитки упаковочного картона, заключающийся в том, что картон помещают в рабочую камеру, в которую затем подают пропиточную жидкость, содержащую растворитель, и после обработки картона пропиточ-гую жидкость удаляют, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса и его безопасности, перед подачей пропиточной жидкости в рабочую камеру последнюю пакуумируют для удалення следов кислорода, причем после удаления пропиточной жидкости удаляют растворитель, присутствующий в картоне и рабочей камере, и далее образовавшиеся пары растворителя конденсируют. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что пропиточную жидкость нагревают. 3.Способ по пп. I и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пропиточную жидкость нагревают перед подачей ее в рабочую камеру. 4.Установка для осуществления спрсоба пропитки упаковочного картона по п. 1, содержащая по крайней мере одну рабочую камеру и по крайней мере один соединенный с ней резервуар для иропиточной жидкости, отличающаяся тем, что она снабжена средствами удаления из рабочей камеры следов кислорода и растворителя и конденсатором его паров. 5.Установка по п. 4, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что средства для удаления следов кпслорода из рабочей камеры и раствори теля выполнены в виде, по крайней мере, одного вакуум-насоса, связанного с рабочей камерой. 6. Установка по пп. 4 и 5, о т л и ч а ющ а я с я тем, что резервуар для пропиточной жидкости соединен с рабочей камерой одним трубопроводом с реверсивным насосом. 7.Установка по пп. 4-6, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она сбнал ена соединенным с резервуаром для пропиточной жидкости буферным резервуаром с насосом, связанным с конденсатором паров растворителя. 8.Установка по пп. 4-7, отличающ а я с я тем, что рабочая камера и/или резервуар с пропиточной жидкостью снабжены нагревательными средствами, выполненными в виде трубопроводов с теплоносителем. 9. Установка по пп. 4-8, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для автоматического регулирования скорости испарения растворителя и связанным с ним датчиком температуры, установленным в рабочем камере. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: I. Авторское свидетельство СССР № 115298, кл. В 05 С 3/109, 1958.

.

I

3 .

25

D:

;7 .ff

76

-22

fut.i

2f,

О I К

27j

,-/J

, 52P

У

t7

, f- О

l X--NV

22,

ПЙ 5

.7