система для изготовления изделий из сыпучих материалов и полимерных отходов

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.

Описание изобретения к патенту

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 200^o С и при давлении 1,6-8 МПа осуществляют прессование с последующим охлаждением до 50-60^o 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 350-400^oС, а смеси песка и полимерной массы 110-270^oС 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 370^oС, а в смесителе песка и полимерной массы 3 равной 180^oС при точности регулирования 2^oС против 5^oС 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.