СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ


RU (11) 2185959 (13) C1

(51) 7 B28B15/00, B28B3/00, C04B26/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000129758/03 
(22) Дата подачи заявки: 2000.11.29 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.11.29 
(45) Опубликовано: 2002.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 94008420 А1, 10.11.1995. SU 321506 А, 04.11.1971. SU 1719345 А, 15.03.1992. SU 1794024 А, 07.02.1993. RU 2010704 С1, 15.04.1994. RU 2127232 С1, 10.03.1999. US 4999396 А, 12.03.1991. FR 2563213 А1, 25.10.1985. 
(71) Заявитель(и): Хоружий Николай Владимирович 
(72) Автор(ы): Болдырев А.П.; Перешивайлов Л.А.; Хоружий Н.В.; Кузнецов В.И. 
(73) Патентообладатель(и): Хоружий Николай Владимирович 
Адрес для переписки: 394088, г.Воронеж, б-р Победы, 25, кв.262, А.П.Болдыреву 

(54) СИСТЕМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ 

Изобретение относится к производству строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использовано для получения черепичных, кровельных материалов, химически стойких покрытий полов, плитки и др. Техническим результатом является повышение эффективности работы системы при утилизации отходов. Для этого система содержит устройства дробления полимерных отходов и нагрева песка, входы которых соединены соответственно с линией подачи полимерных отходов и песка, а выходы - со смесителем песка и полимерных отходов, пресс-форму готовых изделий, соединенную на выходе с линией подачи продукции на склад. Система также снабжена гидравлическим прессом, вход которого соединен с выходом смесителя, а выход - со входом пресс-формы готовых изделий, датчиками температуры песка и смеси песка и полимерных отходов, соединенными электрическими линиями связи со входами вычислительного устройства, выходы которого соединены линиями связи с электрическими управляющими устройствами, установленными соответственно на пресс-форме готовых изделий, устройстве нагрева песка, устройстве дробления полимерных отходов, смесителе песка и полимерных отходов, гидравлическом прессе. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов и может быть использовано для получения черепичных, кровельных материалов, химически стойких покрытий полов, плитки и др.

Известен способ изготовления строительных изделий прессованием, включающий смешение нагретой древесины с термопластичным полимерным связующим, горячее прессования, охлаждение.

Для снижения расходов связующих полимеров древесные частицы смешивают с полиолефинами, заполняют этой смесью пресс-форму, нагревают ее до 200o С и при давлении 1,6-8 МПа осуществляют прессование с последующим охлаждением до 50-60o С, после чего производят распрессовку. При этом поддерживают определенное соотношение компонентов смеси. [Патент SU 1794024, МПК5 В 28 3/02, БИ 5, 1993].

Недостатком способа изготовления строительных изделий является ограниченная область применения, например, нельзя использовать для получения строительных изделий из сыпучих материалов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ производства строительных изделий, в котором используется система изготовления строительных изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов. Система включает устройства дробления полимерных материалов с нагревателем песка, соединенных между собой технологическими линиями, а также пресс-форму готовых изделий с транспортирующей линией подачи продукции на склад. [РФ, 94008420, А1, МПК 7 С 04 В 26/00 от 10.11.1995].

Недостатками системы является неэффективность ее работы из-за отсутствия средств контроля и управления параметрами устройств.

Целью изобретения является повышение эффективности работы системы при утилизации отходов.

Поставленная цель достигается тем, что известная система для изготовления изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов, содержащая устройство дробления полимерных отходов и нагрева песка, входы которых соединены соответственно с линией подачи полимерных отходов и песка, а выход со смесителем песка и полимерных отходов, пресс-форму готовых изделий, соединенную на выходе с линией подачи продукции на склад, дополнительно снабжена гидравлическим прессом, вход которого соединен с выходом смесителя, а выход соединен со входом пресс-формы готовых изделий, датчиками температуры песка и смеси песка и полимерных отходов, соединенных электрическими линиями связи со входами вычислительного устройства, выходы которого соединены линиями связи с электрическими управляющими устройствами, установленными соответственно на пресс-форме готовых изделий, устройстве нагрева песка, устройстве дробления полимерных отходов, смесителе песка и полимерных отходов, гидравлическом прессе.

Совокупность известных устройств и предлагаемой системы придает ей новые свойства, позволяющие сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения.

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.

Для переработки указанных отходов и получения необходимых изделий предлагается система с введением в нее элементов контроля и управления устройствами.

Принципиальная схема для изготовления изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов приведена на чертеже. Система состоит из устройства нагрева песка 1, устройства дробления полимерных отходов 2, смесителя песка и полимерной массы 3, гидравлического пресса 4 и пресс-формы готовых изделий 5. Кроме того, в систему входят датчик температуры песка 6, датчик температуры смеси песка и полимерной массы 7, а также вычислительное устройство 8.

Устройства с 1-5 соединены технологическими линиями исходного сырья и готовой продукции (короба, трубопроводы, транспортеры). Датчики температуры 6, 7 соединены электрическими связями со входом вычислительного устройства 8, выходы которого соединены со выходами управляющих устройств соответственно: устройства нагрева песка 1; устройства дробления полимерных отходов 2; смесителя песка и полимерной массы 3, гидравлического пресса 4 и пресс-формы готовых изделий 5.

Система работает следующим образом. Песок по входной технологической линии загружают в устройство нагрева песка 1, где с помощью электронагревателя (ТЭНа) происходит его нагрев до заданной температуры (время нагрева зависит от влажности песка). Температура контролируется датчиком 6 и при достижении заданного значения (определяется температурой плавления полимерных отходов) вычислительное устройство 8 отключает ТЭН. Далее нагретый песок подается в смеситель песка и полимерной массы 3. Полимерные отходы, которые используются в качестве термопластичных связующих, подаются в устройство дробления отходов 2, которое представляет собой роторную дробилку. Здесь происходит дробление полимерных отходов и образуется полимерная масса, ее дальше направляют в смеситель песка и полимерной массы 3. В зависимости от вида выпускаемых изделий поддерживают определенное соотношение компонентов "песок - полимерная масса". Затем компоненты перемешивают при заданной температуре и образуется смесь для получения изделий. Температура смеси измеряется датчиком 7 и регулируется вычислительным устройством 8, которое используется также для включения устройств 2, 4, 5. Далее полученная масса направляется в гидравлический пресс 4 и пресс-форму готовых изделий 5. (Условно на чертеже изображен один пресс и одна пресс-форма.) С выхода пресс-формы 5 готовая продукция (черепица, плитка) поступает на склад.

Таким образом, управляя устройствами и параметрами (температурой песка и смеси), повышаем эффективность работы системы за счет более точного регулирования температуры и ритмичности работы устройств, а используя полимерные отходы и песочные смеси металлургических и химических производств, производим их утилизацию и улучшаем экологию окружающей среды и снижаем себестоимость готовой продукции.

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, температура нагрева песка составляет 350-400oС, а смеси песка и полимерной массы 110-270oС при времени нагрева 1-1,5 ч (время нагрева зависит от вида полимерных отходов и их температуры плавления). Нагрузка на пресс-формы составляет до 130 кг/ч при выпуске черепицы до 20000 м2 в год. Например, при загрузке исходных материалов: песка и полимерных отходов в соотношении 70:30 мас.% в количестве 100 кг получаем 50 шт. черепицы массой 2 кг. При этом температуру в устройстве нагрева песка 1 поддерживаем равной 370oС, а в смесителе песка и полимерной массы 3 равной 180oС при точности регулирования 2oС против 5oС без использования вычислительного устройства 8.

Сравнительные испытания с аналогичными производствами показали, что получаемая черепица в 1,5 раза дешевле, чем керамическая черепица. Производство строительных изделий с использованием системы производится в МТП НПП "Экология" (г. Тольятти). Экономический эффект от внедрения составит 2 млн руб./год. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Система для изготовления изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов, содержащая устройства дробления полимерных отходов и нагрева песка, входы которых соединены соответственно с линией подачи полимерных отходов и песка, а выходы - со смесителем песка и полимерных отходов, пресс-форму готовых изделий, соединенную на выходе с линией подачи продукции на склад, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлическим прессом, вход которого соединен с выходом смесителя песка и полимерных отходов, а выход - со входом пресс-формы готовых изделий, датчиками температуры песка и смеси песка и полимерных отходов, соединенными электрическими линиями связи со входами вычислительного устройства, выходы которого соединены линиями связи с электрическими управляющими устройствами, установленными соответственно на пресс-форме готовых изделий, устройстве нагрева песка, устройстве дробления полимерных отходов, смесителе песка и полимерных отходов, гидравлическом прессе.