Способ изготовления растопочного средства

 

Изобретение относится к способу изготовления растопочных средств, используемых для разжигания огня в печах разного типа, в полевых условиях. Растопочное средство изготавливают путем пропитки твердого горючего наполнителя после предварительной сушки или без сушки связующим под давлением или без давления путем выдерживания, кипячения в связующем при температуре выше температуры кипения воды или при температуре, обеспечивающей пропитку достаточным количеством связующего и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя и разложения связующего. Далее изделие после охлаждения или во время охлаждения выдерживают под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего или без отверстий, или без прессования с формированием зажигательной головки или без зажигательной головки. Исключением является пропитка твердого горючего наполнителя путем кипячения в парафине при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя, при выдерживании изделия на весь период охлаждения под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего. Изобретение позволяет упростить процесс изготовления и снизить себестоимость, а также повысить его качественные характеристики.

Изобретение относится к растопочным средствам, а именно к способам изготовления 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 также 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.

Также 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 мин 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.

Сущность изобретения.

Задачей изобретения 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.

Любой твердый горючий наполнитель, например: древесные опилки, стружка, бумажные отходы, солома или их смесь, загружают в пресс-форму в виде емкости с ячейками заданных размеров и форм с отверстиями.

Наполнитель пропитывают путем выдерживания, кипячения в любом связующем, например: в воске, в смеси парафина и твердых предельных углеводородов в любых пропорциях, при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого наполнителя и разложения связующего. Процесс сопровождается интенсивным выделением характерных пузырьков. Кипятят до снижения интенсивности выделения. Одновременно с пропиткой связующим происходит испарение влаги из наполнителя. Если наполнитель достаточно сухой, можно пропитать при температуре ниже температуры кипения воды, но обеспечивающей пропитку достаточным количеством связующего. После пропитки и сушки изделие отстаивают. Находясь в жидкой фазе, излишки связующего стекают, их можно использовать вторично.

Далее изделие охлаждают до температуры ниже температуры отвердевания связующего. В течение всего периода охлаждения изделие выдерживают под прессом, что обеспечивает изделию заданную форму, прочность и вторичное удаление излишков связующего. Одновременно с процессом остывания происходит всасывание связующего, оставшегося на поверхности наполнителя, в объем твердого горючего, исключающее образование толстой пленки.

Для получения большей концентрации связующего в изделии отверстия на пресс-форме могут быть малого количества и/или малого диаметра или отсутствовать.

Также для получения большей концентрации связующего в изделии изделие прессуют после охлаждения.

Также для получения большей концентрации связующего в изделии изделие не подвергают прессованию. В этом случае пропитанный наполнитель фасуют в емкости, в частности в бумажные пакеты и для пропитки можно использовать в качестве связующего жидкое горючее, жидкую горючую смесь, например: смесь твердых и жидких углеводородов. Также в качестве твердого горючего наполнителя можно использовать древесный уголь, древесину любых размеров и форм с надрезами и/или с отверстиями с одной или нескольких сторон, размерами, количеством и формами, обеспечивающими пропитку достаточным количеством связующего для получения необходимых качественных характеристик или без надрезов и отверстий. Это исключит необходимость подогрева до высоких температур, прессования и существенно снизит затраты.

Для сокращения времени пропитки и/или для более глубокой пропитки можно проводить пропитку под давлением и/или твердый горючий наполнитель предварительно высушить.

Для достижения предельного удобства при использовании растопочного средства, изделие частично покрывают зажигательной массой, например зажигательной массой, используемой в спичечном производстве.

Исключается комбинация, при которой твердый горючий наполнитель пропитывают путем кипячения в парафине при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя, после чего изделие на весь период охлаждения выдерживают под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего.

Изобретение позволяет 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 связующего 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.

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. температуру хранения до температуры перехода в газообразное состояние отдельных фракций связующего.

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 любой твердый горючий наполнитель, в частности: древесные опилки и стружку, бумажные отходы, торф, солому, опавшие листья, хвою любых размеров или их смесь и любое связующее. 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 растопленное связующее, при температуре связующего выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания наполнителя. Продолжительность процесса до 3 мин в зависимости от влажности и объема наполнителя. При этом одновременно происходит испарение влаги и пропитка наполнителя связующим.

После пропитки и сушки изделие отстаивают для удаления излишков связующего.

Далее изделие охлаждают до температуры, ниже температуры отвердевания связующего. При остывании происходит всасывание остатков связующего, исключая образование толстой пленки на наполнителе.

В течение всего периода охлаждения изделие выдерживают под прессом при давлении до 1 МПа на 1 кв. м. Наполнитель, пропитанный связующим, при постепенном охлаждении под прессом принимает заданную форму ячеек и прочность, достаточную для упаковки, транспортировки и для использования по назначению, при этом излишки связующего стекают окончательно.

Для получения большей концентрации связующего в изделии отверстия могут быть малого количества, диаметра или отсутствовать.

Также для получения большей концентрации связующего в изделии изделие прессуют после охлаждения.

Также для получения большей концентрации связующего в изделии изделие не подвергают прессованию. В этом случае пропитанный наполнитель фасуют в емкости, в частности в бумажные пакеты. При этом для пропитки можно использовать вместо связующего жидкое горючее, жидкую горючую смесь, например: смесь твердых и жидких углеводородов. Также в качестве твердого горючего наполнителя можно использовать древесный уголь, древесину любых размеров и форм с надрезами и/или с отверстиями с одной или нескольких сторон, размерами, количеством и формами, обеспечивающими пропитку достаточным количеством связующего для получения необходимых качественных характеристик или без надрезов и отверстий. Это исключит необходимость подогрева до высоких температур, прессования и существенно снизит затраты.

Для сокращения времени пропитки и для более глубокой пропитки можно проводить пропитку под давлением или твердый горючий наполнитель предварительно высушить.

Для достижения предельного удобства при использовании растопочного средства, изделие с торца частично покрывают зажигательной массой, например, зажигательной массой, используемой в спичечном производстве. Процесс формирования зажигательной головки состоит в окунании части растопочного средства в зажигательную массу с постепенным подъемом.

В результате изготовления растопочного средства заявленным способом, изделие обладает следующими качествами:
1) время воспламенения до 5 с;
2) время горения 15-20 мин при размерах изделия 5х5х1,5 см;
3) полное сгорание изделия за счет низкой плотности. Низкая плотность обеспечивается низким давлением пресса или отсутствием;
4) при горении изделия связующее не растекается ввиду отсутствия толстой пленки на наполнителе. Отсутствие пленки обеспечивается охлаждением изделия вне связующего;
5) температура хранения до температуры перехода в газообразное состояние отдельных фракций связующего.

Формула изобретения

Способ изготовления растопочного средства, включающего твердый горючий наполнитель и связующее, отличающийся тем, что твердый горючий наполнитель после предварительной сушки или без сушки пропитывают связующим под давлением или без давления путем выдерживания, кипячения в связующем при температуре выше температуры кипения воды или при температуре, обеспечивающей пропитку достаточным количеством связующего и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя и разложения связующего, далее изделие после охлаждения или во время охлаждения выдерживают под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего или без отверстий, или без прессования, с формированием зажигательной головки или без зажигательной головки, за исключением пропитки твердого горючего наполнителя путем кипячения в парафине при температуре выше температуры кипения воды и ниже температуры начала обугливания твердого горючего наполнителя, при выдерживании изделия на весь период охлаждения под прессом в пресс-форме с отверстиями для удаления излишков связующего.