PL212091B1 - Układ i sposób wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ i sposób wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, zwanego również styropianem.

Typowe systemy wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, przykładowo takie jak system według amerykańskiego opisu patentowego nr US 4721588, zawierają ekspander do wstępnego rozszerzania surowca pierwotnego, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe, silos do sezonowania wstępnie rozszerzonego surowca pierwotnego oraz linię doprowadzania surowca pierwotnego z silosu do stanowisk formowania elementów, w których surowiec rozszerza się w dalszym stopniu przyjmując w masie kształt zadany przez formę danego stanowiska. Podczas wytwarzania elementów, nawet przy zachowaniu wysokiej dokładności wszelkich parametrów procesowych, powstaje pewien odsetek elementów nie spełniających wymogów produktowych, stanowiących odpady produkcyjne. Odpady te, ze względu na swoją dużą objętość i długi czas rozkładu, są kłopotliwe do zagospodarowania.

Celem wynalazku jest opracowanie układu i sposobu wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, w którym zostanie zredukowana ilość odpadów produkcyjnych.

Zgodnie z wynalazkiem, układ do wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, zawierający ekspander do wstępnego rozszerzania surowca pierwotnego, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe, silos do sezonowania wstępnie rozszerzonego surowca pierwotnego oraz linię doprowadzania surowca pierwotnego z silosu poprzez odgałęzienia do stanowisk formowania elementów, w których surowiec rozszerza się w dalszym stopniu przyjmując w masie kształt zadany przez formę danego stanowiska formowania elementów, przy czym w ciągu technologicznym za co najmniej jednym ze stanowisk formowania elementów znajduje się co najmniej jedno stanowisko badania jakości elementów do oddzielania prawidłowo ukształtowanych elementów od odpadów produkcyjnych, charakteryzuje się tym, że co najmniej jedno stanowisko badania jakości elementów jest połączone linią przemieszczania odpadów produkcyjnych z młynkiem do mielenia odpadów produkcyjnych na surowiec wtórny, do którego jest podłączona linia doprowadzania surowca wtórnego z młynka poprzez silos buforowy i gałęzie do umieszczonych w odgałęzieniach linii doprowadzania surowca pierwotnego dozowników, z których każdy reguluje zawartość surowca wtórnego w surowcu pierwotnym doprowadzanym do stanowiska formowania elementów przyłączonego do danego odgałęzienia linii surowca pierwotnego.

Korzystnie, dozowniki są sterowane automatycznie za pomocą centralnego sterownika.

Korzystnie, sterownik posiada interfejs użytkownika do nastawiania indywidualnych parametrów pracy poszczególnych dozowników.

Korzystnie, sterownik posiada układ do monitorowania ilości odpadów produkcyjnych ze wszystkich stanowisk badania jakości elementów i nastawiania parametrów pracy młynka.

Korzystnie, młynek jest przystosowany do mielenia odpadów produkcyjnych na fragmenty o maksymalnej ś rednicy od 2 do 8 mm.

Korzystnie, każdy z dozowników jest przystosowany do dozowania surowca wtórnego w zakresie od 0 do 30% objętości surowca doprowadzanego do stanowiska formowania elementów.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, w którym surowiec pierwotny, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe, poddaje się wstępnemu rozszerzaniu w ekspanderze, a nastę pnie wstę pnie rozszerzony surowiec pierwotny sezonuje się w silosie, po czym doprowadza się surowiec pierwotny z silosu poprzez odgałęzienia linii doprowadzania surowca pierwotnego do stanowisk formowania elementów, w których następuje rozszerzanie surowca w dalszym stopniu do momentu, kiedy surowiec przyjmuje w masie kształt zadany przez formę danego stanowiska formowania elementów, charakteryzuje się tym, że na co najmniej jednym stanowisku badania jakości elementów oddziela się prawidłowo ukształtowane elementy od odpadów produkcyjnych, przy czym odpady produkcyjne przemieszcza się do młynka, w którym miele się je na surowiec wtórny, a zmielony surowiec wtórny doprowadza się z młynka poprzez gałęzie linii transportowej do umieszczonych w odgałęzieniach linii doprowadzania surowca pierwotnego dozowników, w których reguluje się zawartość surowca wtórnego w surowcu pierwotnym doprowadzanym do stanowiska formowania elementów przyłączonego do danego odgałęzienia linii doprowadzania surowca pierwotnego.

Korzystnie, pracą dozowników steruje się w sposób automatyczny za pomocą centralnego sterownika.

Korzystnie, za pośrednictwem interfejsu użytkownika udostępnionego przez sterownik nastawia się indywidualne parametry pracy poszczególnych dozowników.

PL 212 091 B1

Korzystnie, parametry pracy młynka nastawia się w zależności od łącznej ilości odpadów produkcyjnych na wszystkich stanowiskach badania jakości elementów.

Korzystnie, odpady produkcyjne miele się w młynku na fragmenty o maksymalnej średnicy od 2 do 8 mm.

Korzystnie, w każdym z dozowników dozuje się surowiec wtórny w zakresie od 0 do 30% objętości surowca doprowadzanego do stanowiska formowania elementów.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia w formie schematu przykład wykonania układu do wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu według wynalazku. W przykładzie przedstawionym na Fig. 1 występują trzy stanowiska formowania elementów, jednak układ ten może być, poprzez powielenie elementów, rozbudowany do obsługi dowolnej ilości stanowisk formowania elementów.

Pierwsze źródło materiału, z którego wykonywane są elementy ze spienionego polistyrenu według wynalazku, stanowi surowiec pierwotny, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe zawierające środek rozszerzający, na przykład pentan. Surowiec pierwotny podawany jest do ekspandera 101, w którym pod wpł ywem odpowiednio zwię kszonej temperatury i ciś nienia dochodzi do wstę pnego rozszerzenia ziaren polistyrenowych pod wpływem środka rozszerzającego. Wstępnie rozszerzony surowiec przesyłany jest do silosu 102, w którym sezonuje przez określony czas, celem dalszego rozprężenia, wyrównania powierzchni i osiągnięcia parametrów odpowiednich dla dalszych kroków procesu lub ciągu technologicznego wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu. Sezonowany surowiec przesyłany jest następnie, poprzez linię doprowadzania sezonowanego surowca 110, do stanowisk formowania elementów 121-123. Na każdym ze stanowisk formowania elementów 121-123 surowiec wprowadzany jest do formy danego stanowiska, w której pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia następuje jego dalsze rozszerzenie, tak ż e rozszerzony surowiec przyjmuje kształt formy.

W zależnoś ci od stopnia skomplikowania form, stopnia rozszerzenia surowca i innych parametrów produkcyjnych, część uformowanych elementów może być wadliwa. Na przykład, podczas wypełniania formy o skomplikowanym kształcie, wstępnie rozszerzony surowiec może nie wypełnić wszystkich jej zakamarków, co prowadzi do nie w pełni ukształtowanego elementu. Ponadto, podczas wyjmowania elementu z formy może nastąpić jego uszkodzenie. Elementy nie w pełni ukształtowane lub uszkodzone przeważnie nie spełniają wymogów produktowych. Weryfikacja prawidłowości ukształtowania elementów może być prowadzona na stanowiskach badania jakości elementów 131-133, które mogą być stanowiskami badania ręcznego lub automatycznego, na przykład wykorzystującymi wagę do pomiaru ciężaru elementu i porównania go z zadanym ciężarem wzorcowym. W ciągu technologicznym przy wytwarzaniu elementów ze spienionego polistyrenu za co najmniej jednym ze stanowisk formowania elementów 121-123 znajduje się co najmniej jedno stanowisko badania jakości elementów 131-133. Opcjonalnie, wszystkie elementy mogą być weryfikowane na jednym stanowisku badania jakości elementów, do którego trafiają elementy ze wszystkich stanowisk formowania elementów 121-123. Elementy, które nie spełniają norm badania, na przykład elementy lżejsze od ciężaru wzorcowego, są traktowane jako odpady produkcyjne.

Układ, którego podzespoły są usytuowane w ciągu technologicznym formowania elementów, i który służy do wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu według wynalazku, zawiera młynek 103 do mielenia odpadów produkcyjnych, dostarczanych do młynka za pomocą linii transportowej 134 tak, aby zmielone odpady produkcyjne stanowiły surowiec wtórny do wytwarzania elementów. Linię transportową 134 może stanowić dedykowany taśmociąg, lub też odpady produkcyjne mogą być przenoszone do młynka 103 ze stanowisk kontroli jakości 131-133 ręcznie lub za pomocą wózków widłowych. Młynek 103 jest przystosowany do mielenia odpadów produkcyjnych na małe fragmenty, stanowiące surowiec wtórny do uzupełnienia surowca pierwotnego. Korzystnie, młynek 103 posiada wymienne sita określające średnicę fragmentów surowca wtórnego, w zakresie od 2 do 8 mm. Średnica fragmentów surowca wtórnego może być uzależniona od kształtu elementów, do których formowania wykorzystany będzie surowiec wtórny. Dla elementów o prostych kształtach, takich jak płyty styropianowe, stosowane mogą być duże fragmenty. Natomiast dla elementów o bardziej skomplikowanych kształtach, takich jak elementy do pozycjonowania urządzeń w opakowaniach kartonowych, należy stosować średnicę surowca wtórnego nie większą niż najmniejszy detal formy tak, aby surowiec wtórny nie zablokował kanałów formy dla przepływu surowca pierwotnego. Surowiec wtórny podawany jest wtórną linią transportową 140 do doprowadzania surowca wtórnego z młynka 103 poprzez silos buforowy 104 i gałęzie 141-143 do dozowników 151-153 umieszczonych w odgałęzieniach 111-113 linii 110 doprowadzania surowca pierwotnego do poszczególnych stanowisk formowania

PL 212 091 B1 elementów 121-123. Dozowniki 151-153 umożliwiają precyzyjne dawkowanie ilości surowca wtórnego w stosunku do iloś ci surowca pierwotnego doprowadzanego do danego stanowiska formowania elementów 121-123. Korzystnie, dozowniki 151-153 umożliwiają dozowanie surowca wtórnego w zakresie od 0 do 30% całkowitej objętości surowca doprowadzanego do formy. Ilość dozowanego surowca może być uzależniona od pożądanych parametrów mechanicznych formowanego elementu oraz jego kształtu, to znaczy elementy o prostych kształtach, takie jak płyty styropianowe, mogą być formowane z surowca o większej zawartości surowca wtórnego niż elementy o skomplikowanych kształtach.

Korzystnie, każdy dozownik może być sterowany automatycznie, poprzez linię sygnałową 161, za pomocą centralnego sterownika 160, wspólnego dla wszystkich dozowników. Sterownik 160 może umożliwiać, za pomocą interfejsu użytkownika, indywidualne, stałe nastawienie ilości surowca wtórnego w określonych gałęziach, przykładowo ustawienie zgodne ze specyfikacją określoną przez odbiorcę danej grupy elementów. Sterownik 160 posiada układ do monitorowania ilości odpadów produkcyjnych ze wszystkich stanowisk badania jakości elementów 131-133 przy użyciu linii sygnałowej 163. Sterownik 160 może również sterować, za pomocą linii sygnałowej 162, ustawieniami młynka 103 tak, aby dostosować parametry surowca wtórnego dla wszystkich gałęzi. W szczególności, sterownik 160 może odłączyć doprowadzanie surowca wtórnego do surowca pierwotnego w określonych gałęziach, aby w tych gałęziach formowane były elementy jedynie z surowca pierwotnego. Zastosowanie młynka odpadów 103 i dozowników 151-153 surowca umożliwia więc zagospodarowanie odpadów produkcyjnych i ich ponowne wykorzystanie do produkcji elementów. Tym samym ilość odpadów produkcyjnych zostaje zredukowana, co ma istotne znaczenie z punktu widzenia wydajności procesu produkcji i ochrony środowiska. Zastosowanie sterownika 160 umożliwia optymalizację całego procesu tak, aby zagospodarowanie odpadów produkcyjnych było dostosowane indywidualnie do każdego rodzaju wytwarzanych elementów.

Claims (12)

1. Układ do wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, zawierający ekspander (101) do wstępnego rozszerzania surowca pierwotnego, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe, silos (102) do sezonowania wstępnie rozszerzonego surowca pierwotnego oraz linię (110) doprowadzania surowca pierwotnego z silosu (102) poprzez odgałęzienia (111-113) do stanowisk formowania elementów (121-123), w których surowiec rozszerza się w dalszym stopniu przyjmując w masie kształt zadany przez formę danego stanowiska formowania elementów (121-123), przy czym w ciągu technologicznym za co najmniej jednym ze stanowisk formowania elementów (121-123) znajduje się co najmniej jedno stanowisko badania jakości elementów (131-133) do oddzielania prawidłowo ukształtowanych elementów od odpadów produkcyjnych, znamienny tym, że co najmniej jedno stanowisko badania jakości elementów (131-133) jest połączone linią przemieszczania odpadów produkcyjnych z mł ynkiem (103) do mielenia odpadów produkcyjnych na surowiec wtórny, do którego jest podłączona wtórna linia transportowa (140) do doprowadzania surowca wtórnego z młynka (103) poprzez silos buforowy (104) i gałęzie (141-143) do umieszczonych w odgałęzieniach (111-113) linii (110) doprowadzania surowca pierwotnego dozowników (151-153), z których każdy reguluje zawartość surowca wtórnego w surowcu pierwotnym doprowadzanym do stanowiska formowania elementów (121-123) przyłączonego do danego odgałęzienia (111-113) linii (110) doprowadzania surowca pierwotnego.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że dozowniki (151-153) są sterowane automatycznie za pomocą centralnego sterownika (160).

3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że sterownik (160) posiada interfejs użytkownika do nastawiania indywidualnych parametrów pracy poszczególnych dozowników (151-153).

4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że sterownik (160) posiada układ do monitorowania ilości odpadów produkcyjnych ze wszystkich stanowisk badania jakości elementów (131-133) i nastawiania parametrów pracy mł ynka (103).

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że młynek (103) jest przystosowany do mielenia odpadów produkcyjnych na fragmenty o maksymalnej średnicy od 2 do 8 mm.

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z dozowników (151-153) jest przystosowany do dozowania surowca wtórnego w zakresie od 0 do 30% objętości surowca doprowadzanego do stanowiska formowania elementów (121-123).

PL 212 091 B1

7. Sposób wytwarzania elementów ze spienionego polistyrenu, w którym surowiec pierwotny, którym są rozszerzalne ziarna polistyrenowe, poddaje się wstępnemu rozszerzaniu w ekspanderze, a następnie wstę pnie rozszerzony surowiec pierwotny sezonuje się w silosie, po czym doprowadza się surowiec pierwotny z silosu poprzez odgałęzienia linii doprowadzania surowca pierwotnego do stanowisk formowania elementów, w których następuje rozszerzanie surowca w dalszym stopniu do momentu, kiedy surowiec przyjmuje w masie kształt zadany przez formę danego stanowiska formowania elementów, przy czym po ukształtowaniu elementów oddziela się prawidłowo ukształtowane elementy od odpadów produkcyjnych, znamienny tym, że odpady produkcyjne przemieszcza miele się do młynka, w którym miele się je na surowiec wtórny, a zmielony surowiec wtórny doprowadza się z młynka poprzez gałęzie linii transportowej do umieszczonych w odgałęzieniach linii doprowadzania surowca pierwotnego dozowników, w których reguluje się zawartość surowca wtórnego w surowcu pierwotnym doprowadzanym do stanowiska formowania elementów przyłączonego do danego odgałęzienia linii doprowadzania surowca pierwotnego.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że pracą dozowników steruje się w sposób automatyczny za pomocą centralnego sterownika.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że za pośrednictwem interfejsu użytkownika udostępnionego przez sterownik nastawia się indywidualne parametry pracy poszczególnych dozowników.

10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że parametry pracy młynka nastawia się w zależności od łącznej ilości odpadów produkcyjnych na wszystkich stanowiskach badania jakości elementów.

11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że odpady produkcyjne miele się w młynku na fragmenty o maksymalnej średnicy od 2 do 8 mm.

12. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że w każdym z dozowników dozuje się surowiec wtórny w zakresie od 0 do 30% objętości surowca doprowadzanego do stanowiska formowania elementów.