RU96062U1 - Устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола - Google Patents

Abstract

1. Устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола, содержащее емкость и средство для сухого нагрева гранул в воздушной среде, отличающееся тем, что оно снабжено горизонтальным жестким полигональным каркасом, установленным на валу с возможностью вращения, выполненным из прутков в виде сетки, имеющим в плоскости открытого торца направленную к центральной оси отбуртовку и выступы со скосами и уступами, закрепленными на краях с внутренней стороны в шахматном порядке, а емкость, расположенная внутри каркаса, выполнена в виде перфорированного, тонкостенного оребренного с внешней стороны контейнера цилиндрической формы с загрузочно-выгрузочным окном и перфорированной крышкой, с возможностью вращения, качания и встряхивания, а средство нагрева выполнено в виде электровоздухонагревателя, обеспечивающего направленный поток горячего воздуха на перфорированный контейнер. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каркас выполнен цилиндрической формы. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнер снабжен выступами, закрепленными снаружи на краях в шахматном порядке.

Description

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для получения из гранул полистирола (бисерного), содержащих изопентан и пентан, гранулированного пенополистирола, применяющегося в строительстве в качестве теплоизоляционных засыпок и плит, для изготовления пенополистироловых формованных изделий для теплоизоляции и упаковок, в качестве компонента композиционных формованных изделий, а также в литейном производстве для изготовления газифицируемых пеномоделей при литье по газифицируемым моделям (ЛГМ).

Известно устройство для непрерывного вспучивания гранул полистирола ПСВ, включающее резервуар (емкость), систему подачи и вывода гранул, средства для регулирования расхода гранул и газового теплоносителя, типа горячего углекислого газа, воздуха, азота, фриона 114, снабженное средством для турбулизации газа, а также расположенный на крышке емкости вентилятор (А.с. СССР №680628, МКИ B29D 27/00. 1979).

Недостатками данного устройства являются прилипание гранул к днищу емкости, скученность и слипание гранул в газовом потоке, предотвращение (устранение) образования которых требует увеличения мощности системы рециркуляции, возникающие при закручивании газового потока, центробежные силы вызывают прижимание и прилипание гранул к горячим стенкам емкости.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для непрерывного сухого вспучивания гранул полистирола ПСВ, содержащие емкость с размещенным в ней вибрирующим поддоном и средство нагрева гранул в воздушной среде, в котором вибрирующий поддон выполнен с отогнутыми по периметру вверх отбуртовками, имеющими отверстия, края отбуртовок отогнуты по контуру наружу и прилегают к стенкам емкости, а 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 (Патент РФ №2160184, МПК В29С 67/20, В29С 44/02, В29В 13/02, В29В 9/16. 2000).

Основными недостатками данного устройства являются скопления, слипания гранул пенополистирола и заклинивания (заторы) в местах расположения загрузочных патрубков, что приводит к остановке процесса, система сортировки в виде двух разгрузочных патрубков не обеспечивает разделение гранул по размерам (величинам их диаметров), сложность и энергоемкость (электронагреватель, электроприводы воздуходувки и мешалки) конструкции, сильный шум от вибрирующего поддона.

В этой связи важнейшей задачей является создание нового типа устройства для порционного сухого вспучивания гранул полистирола, пригодного для получения в промышленных и однородного по плотности и размерам лабораторных условиях порций (партий) гранулированного пенополистирола, однородного по плотности и размерам гранулометрического состава, несложного и компактного по конструкции, удобного в эксплуатации (обслуживании), экономичного, экологичного и пожаробезопасного.

Техническим результатом заявляемого устройства является создание нового устройства для порционного сухого вспучивания гранул полистирола с вращающимся горизонтальным полигональным каркасом и размещенной в нем емкости в виде перфорированного контейнера с загрузочно-выгрузочным окном с использованием в качестве средства нагрева электровоздухонагревателя типа технического (промышленного фена) для формирования направленного потока горячего воздуха на контейнер, обеспечивающего интенсификацию технологического процесса, получения качественного гранулированного пенополистирола, имеющего простую конструкцию, удобного и надежного в эксплуатации, позволяющего исключить операцию сушки.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола, содержащие емкость и средство для сухого нагрева гранул в воздушной среде, снабжено горизонтальным жестким полигональным каркасом, установленным жестко на валу с возможностью вращения, выполненным из прутков в виде сетки, имеющим в плоскости открытого торца направленную к оси отбуртовку и выступы со скосами и уступами, закрепленными на краях с внутренней стороны в шахматном порядке, а емкость, расположенная внутри каркаса, выполнена в виде перфорированного, тонкостенного, оребренного с внешней стороны контейнера цилиндрической формы с загрузочно-выгрузочным окном и перфорированной крышкой, с возможностью вращения, качания и встряхивания, а средство нагрева выполнено в виде электровоздухонагревателя, обеспечивающего направленный поток горячего воздуха на перфорированный контейнер.

Причем каркас выполнен цилиндрической формы.

При этом контейнер снабжен выступами, закрепленными снаружи на краях в шахматном порядке.

Создание устройства для порционного сухого вспучивания гранул полистирола с вращающимся горизонтальным полигональным жестким каркасом и размещенным в нем перфорированным, тонкостенным, оребренным контейнером с использованием в качестве средства нагрева электровоздухонагревателя, формирующего направленный поток горячего воздуха на контейнер с загруженными гранулами вспучиваемого полистирола, позволяющего разработать новый технологический процесс сухого вспучивания гранул полистирола, обеспечивающего получение порций высококачественной товарной гранульной продукции, готовой сразу к применению, имеющего несложную, компактную конструкцию, экономичного, удобного и безопасного при эксплуатации.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола, снабженное вращающимся горизонтальным жестким полигональным каркасом с размещенным в нем перфорированным контейнером; на фиг.2 и 3 - расположение выступов со скосами в поперечных краевых сечениях I-I, II-II (на фиг.1) каркаса в чередующемся шахматном порядке; на фиг.4 - вырыв «В» (на фиг.1) - увеличено оребрение контейнера 8 снаружи в виде сопряжения продольных и поперечных ребер; на фиг.5 - каркас 1 цилиндрической формы, а на фиг.6 - контейнер 8, снабженный выступами, закрепленными снаружи на краях в шахматном порядке.

Устройство состоит из горизонтального, жесткого, полигонального (например, 8-гранного) каркаса 1, выполненного из прутков 2 в виде сетки. В плоскости открытого торца имеется отбуртовка 3, направленная к центральной оси. На краях каркаса 1 с внутренней стороны в шахматном порядке закреплены выступы 4 со скосами 5 и уступами 6. Внутри каркаса 1 расположен перфорированный, тонкостенный (из теплопроводного материала, например, алюминия), с оребрением 7 (вырыв «В») в виде сопряжения продольных и поперечных ребер контейнер 8 цилиндрической формы, с загрузочно-выгрузочным окном и перфорированной крышкой 9. В стенках контейнера 8 и крышки 9 имеются отверстия 10. Оребрение 7, теплоемкий и теплопроводный материал контейнера 8 обеспечивают его быстрый нагрев, аккумулирование тепла и передачу его в рабочее пространство для инициирования процесса вспучивания. Каркас 1 жестко установлен на валу 11 привода с возможностью вращения. На некотором расстоянии от каркаса 1 с контейнером 8 установлен электровоздухонагреватель 12, обеспечивающий направленный поток горячего воздуха на перфорированный контейнер 8. Снаружи система каркас 1 - контейнер 8 с зазором закрыта защитным экраном 13 с щелевым продольным отверстием 14 вверху.

Каркас 1 выполнен цилиндрической формы (фиг.5 и фиг.6), а контейнер 8 снабжен выступами 4, закрепленными снаружи на краях в шахматном порядке (фиг.5 и фиг.6).

Работа данного устройства заключается в следующем. Загруженный гранулами бисерного полистирола контейнер 8 закрывается крышкой 9 и помещается в каркас 1, к которому от привода через вал 11 придается вращательное движение. Включается электровоздухонагеватель 12 и создаваемый (формируемый) им поток горячего воздуха, регулируемый по температуре в пределах от нормальной (20°С) до 500-600°С и выше, направляется на контейнер 8, обтекает и омывает его, проходя и заполняя полость, образуемую защитным экраном, и через щелевое отверстие попадает в вытяжной зонд. Вращательное движение каркаса 1 под влиянием сил гравитации и трения передается контейнеру 8, который то одним, то другим краем наезжая по скосу 5 на выступ 4, а затем соскакивая с уступа 6 совершает качание и мягкие удары - встряхивания о грани каркаса 1.

Поток горячего воздуха, формируемый электровоздухонагревателем 12, проходя через ячейки пруткового сетчатого каркаса 1, контактируя с контейнером 8 (омывая его) и проникая через отверстия 10 внутри него, нагревает стенки контейнера 8 и его рабочее пространство до температуры вспучивания гранул бисерного полистирола - 95-105°С.

Сложное движение контейнера 8: вращение, качание, удар-встряхивание, совершаемые последовательно, предаются (приводят в движение гранулы полистирола) гранулам полистирола, в результате которого они периодически соприкасаются с горячей внутренней поверхностью контейнера 8, затем отрываются от нее, переходят во взвешенное (парящее) состояние (положение) и вновь контактируют с горячей внутренней поверхностью и так, проходя многократно повторяющиеся циклы, гранулы полистирола постепенно прогреваются и вспучиваются до необходимых заданных значений удельной плотности и размеров (диаметров). Идентичные усредненные температурные условия для вспучивания, создающиеся в рабочем пространстве контейнера 8, непрерывное ворошение нагреваемых вспучиваемых гранул препятствует слипанию и прилипанию к внутренней горячей поверхности контейнера 8, способствует их равномерному вспучиванию, обеспечивает однородность гранулометрического состава получаемого гранулированного пенополистирола.

После окончания процесса вспучивания гранул полистирола останавливают каркас 1, извлекают контейнер 8, открывают крышку 9 и выгружают гранулы полученного пенополистирола.

Оптимальный режим вспучивания поддерживается регулированием температуры и продолжительности процесса. Выделяющиеся при вспучивании гранул полистирола изопентан и пентан в присутствии кислорода воздуха окисляются, становятся почти безвредными и выходят через вентиляционное отверстие в крышке 9 в полость, образуемую защитным экраном 13.

Работа устройства с каркасом 1 цилиндрической формы и контейнером 8, снабженным выступами 4, закрепленными на краях в шахматном порядке (фиг.5 и фиг.6) аналогична работе устройства с горизонтальным жестким полигональным каркасом 1 и контейнером без выступов 8 (фиг.1-3).

Устройство пригодно для использования его как в строительстве для производства строительных материалов из гранул вспененного полистирола, полученных из гранул бисерного полистирола (марок ПСВ, ПСВ-С, ПСЭ-1 и др.), так и в литейном производстве для изготовления разовых газифицируемых пеномоделей для ЛГМ из гранул вспененного полистирола, полученных из гранул бисерного полистирола (марок ПСВ-Л и др.). Оно позволяет получать недовспененные гранулы и в случае необходимости производить их довспенивание.

Таким образом, предлагаемое устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола позволяет создать интенсифицированный технологический процесс получения качественных гранул пенополистирола с однородной плотностью и одинаковыми размерами. Оно имеет простую, компактную конструкцию, экономично, удобно, надежно и безопасно при эксплуатации, может быть использовано в промышленности и лабораторных (при малогабаритном варианте) целях.

Claims (3)

1. Устройство для порционного сухого вспучивания гранул полистирола, содержащее емкость и средство для сухого нагрева гранул в воздушной среде, отличающееся тем, что оно снабжено горизонтальным жестким полигональным каркасом, установленным на валу с возможностью вращения, выполненным из прутков в виде сетки, имеющим в плоскости открытого торца направленную к центральной оси отбуртовку и выступы со скосами и уступами, закрепленными на краях с внутренней стороны в шахматном порядке, а емкость, расположенная внутри каркаса, выполнена в виде перфорированного, тонкостенного оребренного с внешней стороны контейнера цилиндрической формы с загрузочно-выгрузочным окном и перфорированной крышкой, с возможностью вращения, качания и встряхивания, а средство нагрева выполнено в виде электровоздухонагревателя, обеспечивающего направленный поток горячего воздуха на перфорированный контейнер.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каркас выполнен цилиндрической формы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнер снабжен выступами, закрепленными снаружи на краях в шахматном порядке.