Способ изготовления растопочного средства

 

Изобретение относится к растопочным средствам, используемым для разжигания огня в печах разного типа, в полевых условиях, в частности к способу их изготовления. Способ ведут пропиткой твердого наполнителя парафином путем кипячения при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого наполнителя. Затем полученное изделие охлаждают при выдержке его на весь период охлаждения под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего. Полученный брикет обладает полным сгоранием, малым временем его воспламенения, безопасностью, продолжительностью сгорания и низкой себестоимостью.

Изобретения относятся к растопочным средствам, а именно к способам изготовления и составам растопочных средств для разведения огня в печах различного типа и в полевых условиях.

Из уровня техники известны растопочное средство и способ его изготовления (пат. ГДР 250944). Средство изготавливают путем прессования смеси твердого горючего наполнителя и связующего, а именно древесных и бумажных отходов с воском и моно- или олигосахаридами, при температуре 80^oС и давлении 1,2 МПа.

Данный способ и изделие имеют ряд недостатков: 1. требуется дорогостоящее оборудование для прессования, для получения смеси; 2. при заданной температуре влага в твердом горючем сохраняется, что препятствует горению; 3. используются дорогостоящие моно- или олигосахориды; 4. при 80^oС воск толстым слоем покрывает частицы наполнителя. При горении воск растекается, что пожароопасно. При поджигании, держа брикет в руке, растекшийся воск может нанести ожоги. Увеличивается время воспламенения.

Известны растопочное средство и способ его изготовления (пат. Великобритании 2261675). Средство содержит твердый горючий наполнитель и порошкообразный твердый воск в качестве связующего. Как наполнитель используют бумагу, торф, опилки с размером частиц не более 2,5 см. Для изготовления изделия смесь экструдируют в виде непрерывного блока сложного профиля с последующей резкой на куски. Давление экструзии не менее 77,5 КПа.

Способ и средство имеют ряд недостатков: 1. предварительный перевод воска в порошкообразное состояние требует значительных затрат энергии, а так же оборудования; 2. сложность переработки состава изделия из-за использования сложного дорогостоящего оборудования; 3. ограничение в размерах составляющих твердого наполнителя; 4. высокая себестоимость; 5. воск не впитывается в наполнитель и при горении растекается. Увеличивается время воспламенения.

Так же известны растопочное средство и способ его изготовления (пат. Франции 2629835). В качестве твердого горючего наполнителя используют древесные отходы длиной 10 мм и диаметром 1 мм. В качестве связующего гранулированный парафин с размером гранул 1 мм. Соотношение древесины к парафину составляет (60-50): (40-50) по массе. Для изготовления брикетов эту смесь подвергают холодному прессованию до уменьшения объема на 2/3. После чего поверхность брикета глянцуют путем нагревания его при 100-150^oС в течение 5 минут для увеличения прочности.

Способ и средство имеют следующие недостатки:
1. сложное и трудоемкое изготовление состава, связанное с необходимостью гранулирования парафина;
2. способ усложнен операцией глянцевания;
3. ограничены размеры частиц твердого горючего наполнителя;
4. древесные отходы не пропитаны парафином и сохраняют влажность, что препятствует горению;
5. при заданном соотношении компонентов парафин растекается при горении и увеличивается время воспламенения;
6. высокая себестоимость.

Наиболее близкими являются растопочное средство и способ его изготовления, описанное в патенте России 2132362. При данном способе в качестве твердого горючего наполнителя используют древесные опилки с максимальными линейными размерами 10 мм, торф, солома, бумага с максимальными линейными размерами 30 мм, каменноугольная пыль, пластмассовая крошка с максимальными линейными размерами 5 мм. В качестве связующего используют парафин и церезин. Средство изготавливают следующим образом.

В расплавленное связующее вводят твердый наполнитель и перемешивают до получения однородной массы. Затем массу охлаждают и подвергают холодному прессованию под давлением 7,0 МПа.

Способ и растопочное средство имеют следующие недостатки:
1. при смешивании смеси до получения однородной массы связующее покрывает твердый наполнитель толстым слоем. Это приводит к растеканию связующего при горении, что пожароопасно, может нанести ожоги при разжигании растопочного средства в руке. Увеличивается время воспламенения. Ограничивается температура хранения до 35^oС;
2. требуется оборудование для получения однородной смеси;
3. использование дорогостоящего оборудования высоких давлений;
4. большой расход связующего;
5. ограничение в размерах частиц твердого наполнителя;
6. отсутствие процесса сушки твердого горючего, что в дальнейшем затруднит процесс воспламенения и горения.

Основным недостатком всех брикетов для разжигания огня, полученных путем прессования, является покрытие отходами горения верхних слоев, что затрудняет доступ воздуха. Это приводит к уменьшению пламени и в конечном итоге, к затуханию или не полному сгоранию. Данное изделие после обработки высоким давлением в 7,0 МПа имеет высокую плотность, что еще более усугубляет названный недостаток.

Таким образом, не известен простой, экономичный, не трудоемкий способ изготовления растопочного средства, обеспечивающий изделию низкую себестоимость, большую эффективность и безопасность при использовании по назначению. Так же не известно растопочное средство, обладающее низкой себестоимостью и большой эффективностью и безопасностью при использовании по назначению.

Задачей группы изобретений является упрощение, снижение затрат на изготовление растопочного средства с повышением качественных характеристик изделия. Поставленные задачи решены изменением способа изготовления растопочного средства.

Способ осуществляется следующим образом.

Твердый горючий наполнитель в виде древесных опилок, стружки, бумажных отходов, соломы, опавших листьев и хвои загружают в пресс-форму в виде емкости с ячейками заданных размеров и форм с отверстиями диаметром до 2,5 мм. Наполнитель пропитывают путем кипячения в парафине при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого наполнителя. Процесс сопровождается интенсивным выделением характерных пузырьков. Кипятят до снижения интенсивности выделения до минимума. Одновременно с пропиткой парафином происходит испарение влаги из наполнителя.

После пропитки и сушки изделие отстаивают. Находясь в жидкой фазе, излишки парафина стекают, их можно использовать вторично.

Далее изделие охлаждают до температуры не выше 35^oС. В течение всего периода охлаждения, изделие выдерживают под прессом при давлении до 1 МПа, что обеспечивает изделию заданную форму, прочность и вторичное удаление излишков парафина. Одновременно с процессом остывания, происходит всасывание парафина, оставшегося на поверхности наполнителя, в объем твердого горючего, исключающее образование толстой пленки.

Изобретения позволяют получить следующие преимущества:
1. упростить процесс изготовления и снизить себестоимость изделия за счет:
1.1. отсутствия операции предварительной грануляции связующего;
1.2. отсутствия операции глянцевания брикетов;
1.3. отсутствия операции перевода воска в порошкообразное состояние;
1.4. отсутствия процесса изготовления смеси;
1.5. отсутствия предварительного охлаждения смеси;
1.6. отсутствия дорогостоящего оборудования для прессования высоким давлением, для экструзии;
1.7. снижения ограничений размеров частиц наполнителя;
1.8. снижения расхода связующего;
1.9. изменения состава твердого горючего;
2. повысить качественные характеристики изделия:
2.1. полное сгорание за счет низкой плотности и низкой влажности изделия;
2.2. уменьшение времени воспламенения за счет отсутствия пленки на твердом наполнителе, низкой влажности твердого наполнителя;
2.3. безопасность при использовании по назначению за счет отсутствия растекания связующего во время горения растопочного средства;
2.4. достаточную продолжительность времени сгорания;
2.5. низкую себестоимость за счет изменения состава твердого горючего наполнителя;
2.6. многоцелевое использование средства за счет изменения состава средства;
2.7. температуру хранения до температуры перехода в газообразное состояние отдельных фракций парафина.

Научно-технический поиск, проведенный по патентной и технической литературе, показал, что заявленная совокупность не известна, т.е. она соответствует критерию "новизна".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Так как заявленный способ реализуется посредством известных действий и с помощью известных устройств, то заявленное соответствует критерию "промышленная применимость".

Способ осуществляют следующим образом.

Для изготовления средства используют твердый горючий наполнитель: древесные опилки и стружку, бумажные отходы, торф, солому, опавшие листья, хвою любых размеров и парафин всех сортов в качестве связующего.

Наполнитель загружают в пресс-форму в виде емкости с ячейками заданных размеров, форм и с отверстиями, диаметром до 2,5 мм на дне и на боковых стенах. Емкость погружают в растопленный парафин, при температуре связующего выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания наполнителя. Оптимальная температура 110-140^oС в зависимости от сорта парафина. Продолжительность процесса до 3 минут в зависимости от влажности и объема наполнителя. При этом одновременно происходит испарение влаги и пропитка наполнителя парафином.

После пропитки и сушки изделие отстаивают для удаления излишков парафина. Далее изделие охлаждают до температуры, не выше 35^oС. При остывании происходит всасывание остатков парафина, исключая образование толстой пленки на наполнителе.

В течение всего периода охлаждения изделие выдерживают под прессом при давлении до 1 МПа на 1 м². Такое давление можно обеспечить подручными средствами. Наполнитель, пропитанный парафином, при постепенном охлаждении под прессом принимает заданную форму ячеек и прочность, достаточную для упаковки, транспортировки и для использования по назначению, при этом излишки парафина стекают окончательно.

Расход связующего равен количеству впитанного парафина.

В результате изготовления растопочного средства заявленным способом, изделие обладает следующими качествами:
1. время воспламенения 5-7 секунд;
2. время горения 15-20 минут при размерах изделия 5 х 5 х 1,5 см;
3. полное сгорание изделия за счет низкой плотности. Низкая плотность обеспечивается низким давлением пресса;
4. при горении изделия парафин не растекается, ввиду отсутствия толстой пленки парафина на наполнителе. Отсутствие пленки обеспечивается охлаждением изделия вне связующего;
5. температура хранения до температуры перехода в газообразное состояние отдельных фракций парафина.

Испытания для определения качества полученных по изобретениям средств для растопки проводились при температуре 22^oС и относительной влажности 60-70% в закрытом помещении, а так же при 15-17^oС и относительной влажности 80-90% в полевых условиях. Как образец взяты брикет с размерами 5 х 5 х 1,5 см и древесина сосны диаметром 5 см, толщиной 2 см.

Формула изобретения

Способ изготовления растопочного средства, содержащего твердый горючий наполнитель и парафин, отличающийся тем, что твердый наполнитель пропитывают парафином путем кипячения в парафине при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя с последующим охлаждением полученного изделия при выдержке на весь период охлаждения под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующегоо