RU66271U1

RU66271U1 - TECHNOLOGICAL LINE FOR THE PRODUCTION OF POLYMER-FILLED PRODUCTS

Info

Publication number: RU66271U1
Application number: RU2007117942/22U
Authority: RU
Inventors: Леонид Викторович Минин
Original assignee: Леонид Викторович Минин
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-09-10

Abstract

Полезная модель относится к производству полимер - наполненных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использована в дорожно-строительной индустрии при изготовлении смотровых люков колодцев, дождеприемников и т.п. Технологическая линия включает, размещенные последовательно по ходу технологического процесса и технологически связанные между собой: устройство 1 дробления полимерных материалов, нагреватель 2 минерального наполнителя, весовой дозатор 3, смеситель 4, реактор 5, выполненным в виде двухзонного по температуре шнекосмесительного агрегата с нагревательными элементами, расположенного в цилиндрическом корпусе, второй весовой дозатор 6 и формовочное устройство 7. Устройства с 1-7 соединены технологическими линиями исходного сырья и готовой продукции (короба, трубопроводы, транспортеры). Нагреватель 2 минерального наполнителя выполнен в виде термошнекосмесительного агрегата, расположенного в цилиндрическом корпусе. 1 ил.The utility model relates to the production of polymer-filled products from bulk materials and polymer waste and can be used in the road construction industry in the manufacture of inspection hatches for wells, storm water inlets, etc. The technological line includes, placed sequentially during the technological process and technologically interconnected: a device 1 for crushing polymeric materials, a heater 2 for mineral filler, a weight batcher 3, a mixer 4, a reactor 5 made in the form of a twin-zone temperature mixing auger with heating elements, located in a cylindrical body, a second weighing batcher 6 and a molding device 7. Devices with 1-7 are connected by processing lines of raw materials and finished products induction (ducts, pipes, conveyors). The heater 2 of the mineral filler is made in the form of a thermo screw mixing unit located in a cylindrical body. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к производству полимер - наполненных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использована в дорожно-строительной индустрии при изготовлении смотровых люков колодцев, дождеприемников и т.п.The utility model relates to the production of polymer-filled products from bulk materials and polymer waste and can be used in the road construction industry in the manufacture of inspection hatches for wells, storm water inlets, etc.

Известна технологическая линия для обработки пластиков, описанная в патенте Германии №4434252 "Устройство для обработки смешанных пластмассовых отходов" с приоритетом от 24.09.1994, МПК В29В 17/00, опубл. 28.03.1996.Known technological line for processing plastics, described in German patent No. 4434252 "Device for processing mixed plastic waste" with priority from 09.24.1994, IPC V29B 17/00, publ. 03/28/1996.

Известная технологическая линия содержит установленные параллельно по ходу технологического процесса первый загрузочный бункер и первый экструдер, второе загрузочное устройство и второй экструдер, причем внутренние поверхности обоих экструдеров соединены между собой, и далее - реактор, соединенный через подающую линию с совмещенными экструдерами, ко второму из которых подсоединена линия отвода воздуха.The known production line contains installed in parallel along the process, the first hopper and the first extruder, the second boot device and the second extruder, and the inner surfaces of both extruders are interconnected, and then a reactor connected through a feed line with combined extruders, to the second of which The air exhaust line is connected.

Подаваемые на разные экструдеры различные пластики механически перерабатываются в своих экструдерах, смешиваются и поступают в реактор, где происходит переплавка смеси.Various plastics supplied to different extruders are mechanically processed in their extruders, mixed and fed into the reactor, where the mixture is re-melted.

Недостатком известной технологической линии является то, что она служит только для получения полуфабриката - расплава смешанных пластиков.A disadvantage of the known production line is that it serves only to obtain a semi-finished product - a melt of mixed plastics.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является способ производства строительных изделий, в котором используется система изготовления строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов. Система включает устройства дробления полимерных материалов, нагреватель песка и смеситель-активатор, соединенные между собой технологическими линиями, а также пресс-форму готовых изделий с транспортирующей линией подачи продукции на склад, (заявка РФ №94008420/04, МПК С04В 26/00 от 10.11.1995). При этом в смесителе-активаторе в течение 35-40 мин при интенсивности воздействия 30-65 Вт/кг перемешивают нагретый до температуры 400°С кварцевый песок с размерами частиц 0,5-3,0 мм, Closest to the proposed utility model is a method of manufacturing building products, which uses a system for the manufacture of building products from bulk materials and polymer waste. The system includes devices for crushing polymer materials, a sand heater and an activator mixer, interconnected by technological lines, as well as a mold for finished products with a conveyor line for supplying products to the warehouse (RF application No. 94008420/04, IPC С04В 26/00 dated 10.11 .1995). Moreover, in the mixer-activator for 35-40 minutes at an exposure intensity of 30-65 W / kg, quartz sand heated to a temperature of 400 ° C with a particle size of 0.5-3.0 mm is mixed,

фракции частиц от 0,5 до 1,0 мм и фракции частиц от 1,0 до 3,0 мм берут в соотношении соответственно 1:(0,3-0,5) с полиэтиленовыми отходами, предварительно измельченными до размера частиц меньше 1 см. Дополнительно вводят при перемешивании пигмент, который предварительно совмещают с полиэтиленовыми отходами. Состав смеси, мас.%: кварцевый песок 80, полиэтиленовые отходы 20. В смеситель-активатор загружают 70-80% нагретого кварцевого песка указанных фракций (от общего количества) и 20-30% полиэтиленовых отходов указанного размера частиц и осуществляют перемешивание в течение 15-20 мин, после чего загружают оставшееся количество кварцевого песка и полиэтиленовых отходов, предварительно совмещенных с пигментом, и осуществляют окончательное перемешивание до получения однородной смеси.particle fractions from 0.5 to 1.0 mm and particle fractions from 1.0 to 3.0 mm are taken in a ratio of 1: (0.3-0.5), respectively, with polyethylene wastes pre-crushed to a particle size of less than 1 cm In addition, a pigment is introduced with stirring, which is preliminarily combined with polyethylene waste. The composition of the mixture, wt.%: Quartz sand 80, polyethylene waste 20. 70-80% of heated quartz sand of the indicated fractions (of the total amount) and 20-30% of polyethylene waste of the indicated particle size are loaded into the mixer-activator and mixing is carried out for 15 -20 min, after which the remaining amount of quartz sand and plastic waste, pre-combined with the pigment, is loaded and the final mixing is carried out until a homogeneous mixture is obtained.

Недостатками системы является неэффективность ее работы.The disadvantages of the system is the inefficiency of its work.

Исследования производства строительных материалов (черепицы, плитки половой, бордюрного камня) показало, что сырьевым источником для их получения могут быть отходы полимеров и пластмасс промышленных предприятий, а также полимеры из бытовых отходов, которые сбрасываются в окружающую среду в больших количествах. Вторым компонентом при производстве строительных материалов является песок, который извлекается из песочных смесей металлургических, химических производстве и имеется также в больших количествах. Таким образом, сырье является дешевым и доступным.Studies of the production of building materials (tiles, floor tiles, curbs) showed that the source of raw materials for their production could be waste polymers and plastics from industrial enterprises, as well as polymers from household waste that are discharged into the environment in large quantities. The second component in the production of building materials is sand, which is extracted from sand mixtures of metallurgical, chemical production and is also available in large quantities. Thus, raw materials are cheap and affordable.

В основу полезной модели положена задача, создать технологическую линию по производству полимер - наполненных изделий по прочностным и техническим характеристикам, не уступающим из чугуна и железобетона.The utility model is based on the task of creating a technological line for the production of polymer-filled products in terms of strength and technical characteristics, not inferior to those made of cast iron and reinforced concrete.

Поставленная задача достигается тем, что в технологическую линию по производству полимер-наполненных изделий, включающую размещенные последовательно по ходу технологического процесса и технологически связанные между собой устройство дробления полимерных материалов, нагреватель минерального наполнителя, дозатор, смеситель-активатор и формовочное устройство, введены последовательно установленные после устройства дробления полимерных материалов и нагревателя минерального наполнителя и технологически связанные между собой весовой дозатор и смеситель, при этом смеситель-активатор выполнен в виде двухзонного по температуре реактора, снабженного нагревательными элементами, а перед формовочным устройством установлен второй весовой дозатор.This object is achieved by the fact that in the production line for the production of polymer-filled products, including a device for crushing polymer materials placed sequentially during the technological process and technologically interconnected, a mineral filler heater, a dispenser, an activator mixer and a molding device, sequentially installed after crushing devices for polymeric materials and mineral filler heater and weight-related technologically interconnected dispenser and mixer, wherein the mixer-activator is in the form of a two-zone reactor temperature, provided with heating elements, but before the molding device has a second gravimetric feeder.

В сравнении с прототипом заявляемая технологическая линия обладает новизной, отличаясь от него такими существенными признаками, как наличие последовательно установленных после устройства дробления полимерных материалов и нагревателя минерального наполнителя и технологически связанных между собой весового дозатора и смесителя, при этом смеситель-активатор выполнен в виде двухзонного по температуре реактора, снабженного нагревательными элементами, а перед формовочным устройством установлен второй весовой дозатор.In comparison with the prototype, the claimed production line has novelty, differing from it by such significant features as the presence of polymer materials and a mineral filler heater sequentially installed after the crushing device and a weight doser and mixer technologically connected with each other, while the activator mixer is made in the form of a two-zone temperature of the reactor equipped with heating elements, and a second weighing batcher is installed in front of the molding device.

На чертеже представлена функциональная схема технологической линии по производству полимер-наполненных изделий.The drawing shows a functional diagram of a technological line for the production of polymer-filled products.

Заявляемая технологическая линия по производству полимер-наполненных изделий включает следующие узлы и устройства, размещенные последовательно по ходу технологического процесса и технологически связанные между собой: устройство 1 дробления полимерных материалов, нагреватель 2 минерального наполнителя, весовой дозатор 3, смеситель 4, реактор 5, выполненным в виде двухзонного по температуре шнекосмесительного агрегата с нагревательными элементами, расположенного в цилиндрическом корпусе, второй весовой дозатор 6 и формовочное устройство 7. Устройства с 1-7 соединены технологическими линиями исходного сырья и готовой продукции (короба, трубопроводы, транспортеры). Нагреватель 2 минерального наполнителя выполнен в виде термошнекосмесительного агрегата, расположенного в цилиндрическом корпусе. Устройство 1 дробления полимерных материалов и нагреватель 2 минерального наполнителя комплектуются грохотом 8 с набором сит для получения фракций 15 или 25 мм и грохотом 9 с набором сит для получения фракций до 6 мм соответственно. Нагревательные элементы реактора 5 и нагревателя 2 на чертеже не показаны и не обозначены. Имеются приводные устройства для обеспечения работы всех узлов (на чертеже не показаны и не обозначены).The inventive technological line for the production of polymer-filled products includes the following nodes and devices placed sequentially during the process and technologically related to each other: device 1 for crushing polymer materials, heater 2 for mineral filler, weight batcher 3, mixer 4, reactor 5, made in in the form of a dual-zone screw mixing unit with heating elements located in a cylindrical body, a second weighing batcher 6 and a molding device in 7. Devices with 1-7 are connected by technological lines of raw materials and finished products (ducts, pipelines, conveyors). The heater 2 of the mineral filler is made in the form of a thermo screw mixing unit located in a cylindrical body. The device 1 for crushing polymeric materials and the heater 2 of the mineral filler are equipped with a screen 8 with a set of sieves to obtain fractions of 15 or 25 mm and a screen 9 with a set of sieves to obtain fractions of up to 6 mm, respectively. The heating elements of the reactor 5 and heater 2 are not shown or indicated in the drawing. There are drive devices to ensure the operation of all nodes (not shown and not indicated in the drawing).

Технологическая линия по производству полимер - наполненных изделий работает следующим образом.The technological line for the production of polymer-filled products is as follows.

Согласно технологического регламента для производства полимер-наполненных материалов используется следующее сырье: наполнитель - песок мелкой фракции, отходы карьерного производства мелкой фракции и т.д., связующее - полимерные материалы (ПВД, ПНД, полистирол, АБС, ПЭТ и т.д.) и краситель - железно-окисный пигмент.According to the technological regulations, the following raw materials are used for the production of polymer-filled materials: filler - fine sand, quarry fine waste, etc., binder - polymer materials (LDPE, HDPE, polystyrene, ABS, PET, etc.) and the dye is an iron oxide pigment.

Для получения композиции подготавливают основные компоненты -минеральный наполнитель и полимерное связующее. Минеральный наполнитель, например песок или отходы и песочные смеси металлургических и химических производств, сушат при комнатной температуре (16-25°С) в течение не менее двух часов и затем производят его фракционирование - отделение крупной фракции с выделением фракций с размером частиц до 6 мм. Отходы полимерных материалов, используемые в качестве термопластичного полимерного связующего, представляют собой продукты бытового применения (отходы потребления) полиэтилена и полипропилена в виде пленки, жгутов, мешков, тары, труб, арматуры и других полимерных изделий, не содержащих металла, дерева и других инородных материалов. При поступлении полимерных отходов на производственный участок производят сортировку, удаление металлических предметов и измельчение полимеров в устройстве 1 дробления полимерных материалов. Наполнитель (песок и т.п.) подают в термошнекосмесительный агрегат 2, где с помощью электронагревателей (ТЭНов) происходит его нагрев до заданной температуры (время нагрева зависит от влажности песка). Далее дробленная полимерная масса и нагретый песок через весовой дозатор 3 подаются в смеситель 4 песка и полимерной массы. В зависимости от вида выпускаемых изделий поддерживают определенное соотношение компонентов "песок - полимерная масса". Затем компоненты перемешивают при заданной температуре в двухзонном реакторе 5, в результате образуется смесь для получения изделий.To obtain the composition, the main components, a mineral filler and a polymer binder, are prepared. A mineral filler, such as sand or waste and sand mixtures of metallurgical and chemical industries, is dried at room temperature (16-25 ° C) for at least two hours and then fractionated - separation of a large fraction with the separation of fractions with a particle size of up to 6 mm . Waste polymer materials used as a thermoplastic polymer binder are household products (consumption waste) of polyethylene and polypropylene in the form of film, bundles, bags, containers, pipes, fittings and other polymer products that do not contain metal, wood and other foreign materials . Upon receipt of the polymer waste at the production site, sorting, removal of metal objects and grinding of polymers in the device 1 for crushing polymer materials is performed. A filler (sand, etc.) is fed to a thermosilver mixing unit 2, where it is heated to a predetermined temperature using electric heaters (heating elements) (heating time depends on the humidity of the sand). Next, the crushed polymer mass and heated sand through a weighing batcher 3 are fed into the mixer 4 of sand and polymer mass. Depending on the type of products manufactured, a certain ratio of sand-polymer mass components is maintained. Then the components are mixed at a given temperature in a two-zone reactor 5, as a result, a mixture is formed to obtain products.

В первой зоне реактора при помощи нагревательных элементов температура доводится до 220°С, во второй зоне при помощью другого нагревательного элемента температура доводится до 180°С. Благодаря оригинальной конструкции вращающегося вала, с расположенными лопастями шнекового типа, масса проходит по разнотемпературным зонам реактора с определенной скоростью, не создавая излишнего давления на выходное отверстие с отсекателем (на чертеже не показаны). Скорость вращения вала составляет 21 об/мин. Температура готовой массы на выходе составляет 180°С. Необходимое количество массы для формовки в готовое изделие определяется с помощью весового дозатора 6. Затем готовая масса подается в формовочное устройство 7, где происходит окончательная формовка в готовое изделие в течение 2,5 мин, под давлением 21 МПа. При необходимости армирования заранее подготовленная зигзагообразная, ячеистая, металлическая сетка 10 In the first zone of the reactor with the help of heating elements the temperature is brought up to 220 ° С, in the second zone with the help of another heating element the temperature is brought up to 180 ° С. Thanks to the original design of the rotating shaft, with the screw type blades located, the mass passes through the different temperature zones of the reactor at a certain speed, without creating excessive pressure on the outlet with a shutoff (not shown in the drawing). The shaft rotation speed is 21 rpm. The temperature of the finished mass at the outlet is 180 ° C. The required amount of mass for molding into the finished product is determined using a weight batcher 6. Then, the finished mass is fed to the molding device 7, where the final molding into the finished product takes place for 2.5 minutes, under a pressure of 21 MPa. If necessary, reinforcing pre-prepared zigzag, mesh, metal mesh 10

подается в разомкнутую пресс - форму перед подачей готовой массы. Две горизонтально расположенные на подвижной плите охлаждаемые пресс - формы работают поочередно. После процесса формовки готовое изделие размещается на поддоны, где под воздействием окружающего воздуха происходит окончательное остывание и фиксация изделия. При необходимости готовое изделия упаковывается в пачки по 10 шт.fed into an open mold before feeding the finished mass. Two cooled molds horizontally located on a movable plate work alternately. After the molding process, the finished product is placed on pallets, where, under the influence of ambient air, the product finally cools down and fixes. If necessary, the finished product is packaged in packs of 10 pcs.

Производство носит периодически-непрерывный характер и зависит от поступления сырья. При производстве используется следующий состав сырья: 15-30 мас.% полимерные отходы и 85-70 мас.% песок.Production is periodically continuous and depends on the supply of raw materials. In the production, the following composition of raw materials is used: 15-30 wt.% Polymer waste and 85-70 wt.% Sand.

В результате использования вышеуказанного режима удается добиться одновременного протекания процессов деструкции полимеров с одновременной сорбцией продуктов их полураспада на поверхности песка и протеканием процессов конгламерации отдельных частиц формовочной массы. Процесс фиксируется в момент прессования изделия. Дальнейший режим охлаждения выбран таким образом, чтобы исключить в массе образование микротрещин.As a result of using the above regime, it is possible to achieve the simultaneous occurrence of polymer degradation processes with the simultaneous sorption of products of their half-life on the sand surface and the course of the processes of conglomeration of individual particles of the molding material. The process is fixed at the time of pressing the product. The further cooling regime is chosen in such a way as to exclude the formation of microcracks in the mass.

Таким образом, используя полимерные отходы и песочные смеси, производим их утилизацию и улучшаем экологию окружающей среды и снижаем себестоимость готовой продукции.Thus, using polymer waste and sand mixtures, we make their disposal and improve the environment and reduce the cost of finished products.

Заявляемая технологическая линия по производству полимер -наполненных изделий может найти широкое применение в строительной индустрии в качестве альтернативы изделиям из чугуна и железобетона.The claimed production line for polymer-filled products can be widely used in the construction industry as an alternative to cast iron and reinforced concrete products.

Claims

A technological line for the production of polymer-filled products, including a device for crushing polymer materials placed sequentially during the technological process and technologically interconnected, a mineral filler heater, a dispenser, an activator mixer and a molding device, characterized in that it is sequentially installed after the device crushing of polymeric materials and mineral filler heater and technologically interconnected weighing batcher and mixture Tel, the mixer-activator is in the form of a two-zone reactor temperature, provided with heating elements, but before the molding device has a second gravimetric feeder.