Мікрохвильовий спосіб спінювання гранул пінополістиролу
Власники патенту UA 2446046:
Винахід відноситься до технології спінювання гранул пінополістиролу, що містять пентан або ізопентан, і може бути використане для виробництва теплоізоляції в будівництві, при виготовленні моделей, що газифікуються, у виробництві формованих виробів і упаковки. Винахід може використовуватися як для первинного спінювання полістиролових гранул, що містять пентан або ізопентан, так і для додаткового спінювання гранул пінополістиролу, отриманих після первинного спінювання гранул полістиролу. Спосіб спінювання гранул пінополістиролу, що містять ізопентан або пентан, включає дозування вихідних гранул полістиролу, спінювання гранул обробкою парою в камері спінювання, сушіння гранул в камері сушіння, охолодження гранул в камері охолодження, вилежування спінених, висушених і висушених. Спінювання гранул проводять у полі НВЧ у вертикальній камері-хвильоводі під впливом пари, що утворюється в усьому обсязі між завантаженими гранулами за рахунок випаровування при нагріванні НВЧ-випромінюванням води, що знаходиться в НВЧ-камері у двох джерелах - обмеженому та заповнюваному. Обмежений джерело являє собою плівку води, нанесену на гранули при їх дозованому завантаженні і кожну гранулу, що обволікає. Джерело, що поповнюється, являє собою інтенсивно поглинає НВЧ-випромінювання насичене водою робоче тіло парогенератора на основі пористого, легко вбирає воду матеріалу, що вбудовується в активну, що має максимальну напруженість електричного поля хвиль НВЧ-випромінювання, зону камери-хвильовода. Технічним результатом є виключення зовнішнього джерела пари, зменшення залишкової вологості гранул, зменшення габаритів технологічного обладнання, можливість створення мобільного.обладнання. 3 з.п. ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до технології спінювання полістиролових гранул, що містять пентан або ізопентан. Винахід може використовуватися як для первинного (попереднього) спінювання полістиролових гранул, що містять пентан або ізопентан, так і для додаткового спінювання гранул пінополістиролу, отриманих після первинного спінювання гранул полістиролу. Гранули спіненого пінополістиролу застосовуються як теплоізоляційні засипки, при виготовленні моделей, що газифікуються, для виготовлення пінополістирольних формованих виробів для теплоізоляції та упаковок, а також як компонент композиційних матеріалів формованих виробів.
Відомий статичний спосіб спінювання полістиролових гранул, при якому спінювання здійснюється в автоклаві - гранули на деку поміщаються в автоклав, після чого він закривається і в нього подається пара при температурі 100-105°С. Відомий кінетичний спосіб спінювання полістиролових гранул, при якому спінювання здійснюється в лопатевих і шнекових мішалках, в камеру яких безперервно або дискретно подаються гранули полістиролу і гостра пара при тиску 50-180 кПа. У міру спінювання гранули переміщуються лопатями або шнеком до розвантажувального вікна. Відомий динамічний спосіб спінювання гранул полістиролу, заснований на безперервному перебігу пари через нерухомий обсяг гранул при атмосферному тиску (B.C.Шуляк. Лиття по моделях, що виплавляються. - Санкт-Петербург, НВО «Професіонал», 2007, стор.51-52).
Відомий спосіб спінювання полістиролу, обраний як прототип і полягає в тому, що гранули полістиролу при безперервному перемішуванні у вертикальному апараті безперервної дії обробляють парою при тиску 0,3-1,8 МПа і температурі 95-105°С /див.Ю.Л.Спирина "Довідник з виробництва теплозвукоізоляційних матеріалів", М.: Стройиздат, 1975 р., стор.364/, реалізований на лінії для виготовлення гранул пінополістиролу, при якому вихідні гранули пінополістиролу дозуються в завантажувальному пристрої, подаються в камеру спінюються в камері спінювання під дією пари, потім висушуються в камері сушіння, охолоджуються в камері охолодження і проходять вилежування в бункерах (SU 1458244 А1, В29В 9/16, Лінія для виготовлення пінополістиролових гранул. / В.Г.Дорож публікацій 15.02.89, бюлетень N 6).
Загальними недоліками згаданих способів є необхідність використання зовнішнього джерела пари з певними параметрами, висока залишкова вологість спінених гранул, великі габарити пристрою. Пропонований спосіб не вимагає використання зовнішнього джерела пари, обладнання для його реалізації є мобільним, автономним.
Технічний результат при здійсненні винаходу - виключення зовнішнього джерела пари, зменшення залишкової вологості гранул, зменшення габаритів технологічного обладнання, створення мобільного обладнання.
Технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що у відомому способі спінювання гранул полістиролу, що містять пентан або ізопентан, що включає дозування вихідних гранул полістиролу, спінювання гранул обробкою парою в камері спінювання, сушіння в камері сушіння, охолодження гранул в камері охолодження і охолоджених гранул в бункерах, особливістю є те, що спінювання гранул виробляють в полі НВЧ у вертикальній камері-хвильоводі під впливом пари, що утворюється в усьому обсязі між завантаженими гранулами за рахунок випаровування при НВЧ-нагріві води, що знаходиться вНВЧ-камері в 2-х джерелах - обмеженому, що представляє собою плівку води, нанесену на гранули при їх дозованому завантаженні і обволікає кожну гранулу, і заповнюваному, що представляє собою інтенсивно поглинає НВЧ-випромінювання, насичене водою робоче тіло парогенератора на основі пористого воду або водний розчин матеріалу, що вбудовується в активну, що має максимальну напруженість електричного поля хвиль НВЧ-випромінювання зону камери-хвильовода.
Вода до робочого тіла парогенератора подається через пограничні отвори та (або) невипромінюючі щілини хвилеводу-камери по трубчастим або щілинним живильникам, що регулюють потік рідини, що надходить з розташованої поза камерою ємності. Інтенсивність поглинання НВЧ-енергії парогенератором, а отже, інтенсивність утворення парової фази і, відповідно, інтенсивність спінювання гранул, що потрапляють в зону дії парогенератора, можуть керуватися модифікацією складу пористого тіла, в частині зміни його радіопоглинаючих властивостей, наприклад, за рахунок його просочування суспензіями радіопоглинання матеріалів. Підвищення інтенсивності спінювання гранул, що потрапляють у зону дії парогенератора, може також досягатися застосуванням для насичення пористого тіла водних розчинів солей, що мають підвищений рівень НВЧ-втрат (тангенсу кута діелектричних втрат) порівняно з водою та температуру кипіння понад 100°С при атмосферному тиску ( наприклад, водні розчини солей натрію або кальцію різних концентрацій), замість води.
Електромагнітні хвилі НВЧ-діапазону, поширюючись вздовж осі робочої камери-хвильовода, поглинаються матеріалом пористого тіла парогенератора, водою, що заповнює пори парогенератора, а також плівкою води, що покриває поверхню кожної гранули. Інтенсивнеспінювання гранул відбувається безпосередньо над поверхнею пористого тіла парогенератора в активній робочій зоні камери з максимальною напруженістю електричного поля НВЧ-випромінювання та досить високою рівномірністю щільності енергії поля. Розігрів у НВЧ-полі плівки вологи, що обволікає гранули, сприяє більш рівномірному спінювання гранул і зменшення їх залишкової вологості. Ступінь зволоження гранул регулюється в межах, що задаються при перемішуванні в дозаторі перед завантаженням і зменшується в процесі спінювання гранул. У процесі спінювання у НВЧ-полі в робочій камері здійснюється також вібрація парогенератора, що передається прилеглим до його поверхні гранулам, з частотою 50-60 Гц і амплітудою, достатньою для ефективного, що виключає їх злипання, перемішування гранул у процесі спінювання.
Застосування способу забезпечує реалізацію безперервного або періодичного спінювання гранул.
Пропонований спосіб, наприклад, для НВЧ-камери у формі прямокутного хвилеводу з хвилею типу Н10 реалізується наступним чином (див. фігуру, на якій показаний фрагмент камери з встановленим парогенератором /переріз широкої стінки/).
Включається вібрація вбудованого в камеру-хвильовод 9 парогенератора, що складається з радіопрозорого корпусу 5 і насиченого пористого вологою тіла 6 (пристрій підведення води на фігурі не показано). У нижню частину активної зони 4 дозатором 3 відомої конструкції, що має зволожуючий пристрій, на поверхню пористого тіла парогенератора 6, по напрямних радіопрозорого корпусу парогенератора 5, встановленого всередині камери-хвильовода, подаються вихідні зволожені гранули полістиролу. Потрапляючи в активну зону 4, гранули піддаються інтенсивному енергетичному впливу НВЧ-випромінювання 1, спінюються і підвпливом створюваної віброприводом 7 вібрації переміщуються назустріч напрямку поширення НВЧ-випромінювання, продовжуючи спінюватися і заповнюючи обсяг робочої зони 2 камери, вгору, таким чином, що більш спінені гранули піднімаються вгору, а менш спінені опускаються вниз робочої зони камери в область більш інтенсивно. В результаті в робочій зоні формується псевдозріджений стовп з гранул різної щільності, найлегші з яких виявляються зверху, надходячи в зону розвантаження 8.
Винахід являє собою спосіб спінювання гранул пінополістиролу, що містять пентан або ізопентан. Пропонований спосіб включає дозування з одночасним зволоженням вихідних гранул і подальше спінювання гранул у НВЧ-полі в камері-хвильоводи під впливом пари, що утворюється в усьому обсязі між завантаженими гранулами за рахунок НВЧ-нагріву води, що знаходиться в 2-х джерелах - обмеженому, що представляє собою плівку води, нанесену на поверхню вихідних гранул при їх дозуванні, і заповнюваному, що представляє собою інтенсивно поглинає НВЧ-випромінювання насичене водою робоче тіло парогенератора на основі пористого, легко вбирає воду або водний розчин матеріалу, що вбудовується в активну, що має максимальну напруженість електричного поля хвиль НВЧ-випромінювання зону камери-хвильоводи. З метою досягнення більш рівномірного спінювання гранул, виключення їх злипання парогенератор з його пористим тілом піддаються вібрації з частотою 50-60 Гц і амплітудою, достатньою для ефективного перемішування гранул, що спінюються.
1. Спосіб спінювання пінополістиролових гранул, що містять ізопентан або пентан, що включає дозування вихідних гранул полістиролу, спінювання гранул обробкою парою в камеріспінювання, сушку гранул в камері сушіння, охолодження гранул в камері охолодження, вилежування спінених, висушених і охолоджених гранул в бункерах, який відрізняється тим, що спінювання гранул виробляють в полі НВЧ у вертикальній камері-хвильоводи під впливом пари, що утворюється в усьому обсязі за рахунок випаровування при нагріванні НВЧ-випромінюванням води, що знаходиться в НВЧ-камері в двох джерелах - обмеженому, що представляє собою плівку води, нанесену на гранули при їх дозованому завантаженні і обволікає кожну гранулу, і заповнюваному, що являє собою інтенсивно поглинає НВЧ-випромінювання робоче тіло парогенератора на основі пористого, легко вбирає воду матеріалу, що вбудовується в активну, що має максимальну напруженість електричного поля хвиль НВЧ-випромінювання зону камери-хвильовода.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що для досягнення більш рівномірного спінювання гранул, виключення їх злипання парогенератор піддається вібрації з частотою 50-60 Гц і амплітудою, достатньою для ефективного перемішування гранул, що спінюються.
3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що для підвищення інтенсивності спінювання гранул для пористого тіла парогенератора застосовують поглинаючий вологу пористий матеріал.
4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що для підвищення інтенсивності спінювання гранул пористе тіло парогенератора насичують водними розчинами солей, що мають підвищений рівень НВЧ-втрат, а також температуру кипіння більше 100°С при атмосферному тиску.