способ изготовления изделий из пенопласта и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления изделий из пенопласта, включающий предварительное вспенивание гранул, например, пенополистирола, вылеживание их, подачу подвспененных гранул в форму с перфорированными стенками, размещение формы с материалом в реакционной камере, подачу пара под давлением в камеру путем резкого подъема давления в ней, изобарическую выдержку и сброс давления пара до атмосферного с последующем охлаждением готового изделия, отличающийся тем, что при подаче пара в реакционную камеру формируют импульс давления пара путем резкого подъема и сброса его давления до заданного для изобарической выдержки и осуществляют изобарическую выдержку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что импульс пара подают в реакционную камеру с температурой 110 130^oC и длительностью не более 0,2 с, а давление в камере создают не более 1,5 атм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изобарическую выдержку осуществляют при давлении пара не менее 1,17 атм.

4. Устройство для изготовления изделий из пенопласта, содержащее реакционную камеру с клапаном для сброса давления, размещенную в ней форму с перфорированными стенками и систему подачи пара, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления процессом формования изделий, а система подачи пара выполнена в виде парогенератора, расположенного в реакционной камере и содержащего термоэлемент и узел подачи воды к термоэлементу с дозатором, выходной конец которого размещен над термоэлементом, причем дозатор, термоэлемент и клапан для сброса давления связаны с блоком управления.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными формами с перфорированными стенками, причем термоэлемент расположен по центральной оси камеры, а формы размещены равномерно вокруг термоэлемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства пористых изделий из пенопластов, например, тары или теплоизоляционных блоков.

Известен способ изготовления изделий из пенопласта, включающий предварительное вспенивание гранул, например, пенополистирола, вылеживание их, подачу подвспененных гранул в форму с перфорированными стенками, размещение формы с материалом в реакционной камере, подачу пара под давлением в камеру путем резкого подъема давления в ней, изобарическую выдержку и сброс давления пара до атмосферного с последующим охлаждением готового изделия [1]

Известно устройство для изготовления изделий из пенопласта, содержащее реакционную камеру с клапаном для сброса давления, размещенную в ней форму с перфорированными стенками и систему подачи пара [2]

Недостатком известных способа и устройства для изготовления изделий из пенопласта является то, что технология изготовления изделий является достаточно сложной, а для ее реализации требуется сложное технологическое оборудование, включающее систему подачи пара и вакуумирования. Данная технология не позволяет получать изделия из пенопласта в режиме автономного энергообеспечения, что сужает область ее применения.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления изделий, а также получение изделий из пенопласта с помощью более простого технологического оборудования в режиме автономного энергообеспечения.

Для достижения указанного технического результата в способе изготовления изделий из пенопласта, включающем предварительное вспенивание гранул, например, пенополистирола, вылеживание их, подачу подвспененных гранул в форму с перфорированными стенками, размещение формы с материалом в реакционной камере, подачу пара под давлением в камеру путем резкого подъема давления в ней, изобарическую выдержку и сброс давления пара до атмосферного с последующим охлаждением готового изделия, при подаче пара в реакционную камеру формируют импульс давления пара путем резкого подъема и сброса его давления до заданного для изобарической выдержки и осуществляют изобарическую выдержку.

Импульс пара подают в реакционную с температурой 110-130^oC и длительностью не более 0,2 с, а давление в камере создают не более 1,5 атм.

Изобарическую выдержку осуществляют при давлении пара не менее 1,17 атм.

Для достижения указанного технического результата устройство для изготовления изделий из пенопласта, содержащее реакционную камеру с клапаном для сброса давления, размещенную в ней форму с перфорированными стенками и систему подачи пара, снабжено блоком управления процессом формования изделий, а система подачи пара выполнена в виде парогенератора, расположенного в реакционной камере и содержащего термоэлемент и узел подачи воды к термоэлементу с дозатором, входной конец которого размещен над термоэлементом, причем дозатор, термоэлемент и клапан для сброса давления связаны с блоком управления.

Устройство снабжено дополнительными формами с перфорированными стенками, причем термоэлемент расположен по центральной оси камеры, а формы размещены равномерно вокруг термоэлемента.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для изготовления изделий из пенопласта, на фиг. 2 график подачи пара в реакционную камеру.

Устройство для изготовления изделий из пенопласта (фиг. 1) включает реакционную камеру 1 с клапаном 2 для сброса давления, размещенную в ней форму 3 с перфорированными стенками, установленными в камере 1, блок 4 управления процессом формования и систему подачи пара в камеру 1. Система подачи пара представляет собой парогенератор, расположенный в камере 1 и содержащий термоэлемент 5 и узел 6 подачи воды к термоэлементу с дозатором 7. Выходной патрубок 8 последнего размещен над термоэлементом 5. Дозатор 7, термоэлемент 5 и клапан 2 для сброса давления пара из камеры 1 связаны с блоком. Устройство может иметь несколько форм 3. В этом случае термоэлемент располагается по центральной оси камеры 1, формы 3 размещаются равномерно вокруг термоэлемента. Корпус камеры 1 имеет термоизоляцию 9 и люки 10 для ввода и вывода форм из камеры 1.

При работе устройства описываемый способ реализуется следующим образом. Гранулы пенополистирола предварительно вспенивают путем их нагревания паром и перемешивания с последующим вылеживанием в течение 1-2 суток. Затем подвспененные гранулы загружают в формы 3, которые устанавливают в реакционную камеру 1. Емкость узла 6 заполняют водой и люки 10 камеры 1 герметично закрывают. После включения блока 4 управления термоэлемент 5 нагревается до 700-800 градусов, после чего срабатывает дозатор 7, который подает порцию воды (при объеме камеры 10,4 м³ доза воды составляет 5-10 г) на термоэлемент 5, где она мгновенно испаряется, создавая давление пара около 1,5 атм с температурой 110-130^oC. Клапан 2 в течение 0,1-0,2 с срабатывает и сбрасывает давление пара до 1,17-1,2 атм, вследствие чего формируется импульс пара, который воздействует на материал в формах 3, равномерно его прогревая. При этом происходит тепловой удар, т.е. быстрый прогрев гранул паром по всему объему формы. Нагретая поверхность гранул паром при температуре выше 100 градусов размягчается, газ изопентан при нагреве внутри гранул расширяется, создавая давление при расширении гранул в форме до 1 кг/см². Происходит спекание гранул в монолитный блок. После изобарической выдержки материала под давлением пара в течение 17-30 с блок 4 открывает клапан 2 и давление в камере 1 сбрасывается до атмосферного. Далее открывают люки 10 и формы с материалом помещают в ванну с жидкостью для охлаждения.

При осуществлении способа в устройстве без парогенератора в реакционную камеру подают готовый пар давлением до 1,5 атм в виде импульса.

Подача пара в реакционную камеру в виде импульса с последующей изобарической выдержкой материала в этой камере позволяет отказаться от операций вакуумирования материала при том же качестве изготовления изделий из пенопласта, что значительно упрощает процесс изготовления пористых изделий.

Выполнение системы подачи пара в виде парогенератора и размещение его непосредственно в реакционной камере позволяют значительно упростить технологическое оборудование за счет исключения необходимости в таком оборудовании, как система трубопроводов, вентили, датчики контроля и т.п. При этом устройство работает в режиме автономного энергообеспечения, т.е. пар производится непосредственно в реакционной камере.