Мобильный пултрузионный производственный комплекс

Предложен мобильный производственный комплекс, содержащий укрытие от внешних воздействий с установленной в нем технологической линией, выполненное из, по меньшей мере, двух сочленяемых элементов, в котором технологическая линия предназначена для формования изделий из композитных материалов методом пултрузии, и который дополнительно содержит средства для герметизации его внутреннего объема, а также, шлюз для загрузки сырья вблизи головной части линии, или шлюз для выгрузки готового продукта вблизи выходной части линии, который может составлять ее продолжение, или оба шлюза сразу. Оптимальное исполнение комплекса включает два шлюза, соединенные с началом и концом укрытия технологической линии, помимо сбережения тепла и обеспечения стабильной температуры в производственном помещении служащие также для выдержки исходного сырья с целью установления его желательной температуры и для выдержки продукта с целью стабилизации его свойств. Предложен вариант исполнения комплекса, в котором укрытие и шлюзы сделаны из морских или железнодорожных контейнеров, соединенных торцами.

Предложенная полезная модель относится к мобильным или передвижным производственным комплексам, предназначенным для производства различных изделий методом пултрузии преимущественно в полевых условиях.

В настоящем описании будут использованы технические термины в следующем толковании:

Большая длина - длина, превышающая максимально допустимое расстояние от внешней передней точки кузова или платформы для установки груза за кабиной до задней внешней точки полуприцепа (16,4) м. Передвижные или мобильные технологические производственные комплексы большой длины для перевозки должны расчленяться на отдельные модули приемлемых по допустимым габаритам размеров.

Контейнер - съемное приспособление в виде жесткого металлического ящика служащее для перевозки грузов различными видами транспорта без перегрузки находящихся в нем грузов до склада получателя. Контейнеры также используются как производственные, бытовые, конторские и складские помещения, чаще мобильного или передвижного характера.

Мобильный - установленный на подвижных платформах, самоходных или прицепных.

Передвижной - предназначенный для перевозки с последующей установкой на месте эксплуатации при минимальном количестве операций, необходимых для перевода из транспортного положения в рабочее.

Пултрузия - процесс получения композитных (например, стекло- или базальтопластиковых) профилей, в частности арматурных прутьев для бетонных работ, путем вытягивания через нагретую до (130-150)°C формообразующую фильеру стекловолокнистых материалов, пропитанных полиэфирной или другой термореактивной смолой.

Технологическая, или производственная, линия - набор расположенного в определенном порядке технологического оборудования для последовательной обработки входного материала до получения готового продукта.

Укрытие - закрытое помещение любой конструкции, обеспечивающее защиту находящегося в нем технологического оборудования от тех или иных внешних воздействий, климатических, механических и прочих.

Отличительные особенности технологических пултрузионных линий таковы:

- технологический процесс может осуществляться только при определенных климатических условиях, близких к условиям жилых помещений;

- длина линий превосходит максимальную разрешенную длину автотранспортных средств;

- производительность линий достигает десятков тонн в смену.

Известен мобильный технологический комплекс первичной переработки полимерных отходов, содержащий технологическую линию для измельчения и очистки полимерных отходов, установленную на платформе грузового автомобиля [ПМ RU 105222, по кл. В29В 17/00 с приоритетом от 24.12.2010]. Продольные размеры линии сравнительно невелики, она вся умещается на платформе одного автомобиля, а используемое оборудование и характер технологического процесса таковы, что не требуют специальной защиты от внешних воздействий.

Известный комплекс не может быть использован как основа для размещения пултрузионной технологической линии, из-за недостаточной длины и отсутствия стабильных климатических условий в зоне процесса.

Известен также мобильный технологический комплекс для производства методом экструзии и укладки непрерывного полимерного трубопровода, включающий длинную технологическую линию со всем необходимым оборудованием, установленную на, по меньшей мере, одной платформе на колесном или гусеничном ходу [ПМ RU 120178 с приоритетом от 30.03.2012]. Недостатками известного комплекса являются его незащищенность от атмосферных воздействий и отсутствие возможностей для складирования и выдержки в отапливаемом помещении произведенной продукции.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является мобильный модульный сварочный комплекс, содержащий несущую конструкцию с размещенной на ней технологической линией для сварки труб, причем несущая конструкция выполнена в виде, по меньшей мере, двух отдельных сочленяемых модулей, кратных длине свариваемых труб и дополнительно снабженных шасси. сварочное оборудование размещено на съемных площадках, устанавливаемых на модулях несущей конструкции, а часть технологической линии, где производится сварка, снабжена укрытием для защиты от дождя и снега [ПМ RU 40927 с приоритетом от 31.05.2004]. Готовая продукция (сваренные трубы) немедленно покидает укрытие, не накапливаясь в нем, а температурный режим в укрытии близок к наружному. Применительно к пултрузионной технологической линии, имеющей большую длину и требующей температуры окружения близкой к комнатной, расходы энергии на отопление укрытия были бы настолько велики, что вызвали бы неприемлемое удорожание продукта.

Техническим результатом настоящего предложения является стабилизация температурного режима производственного помещения при уменьшении потерь тепла при загрузке/выгрузке, снижение брака вызванного изменениями теплового режима производственного помещения, и, как следствие, повышение экономичности мобильного производственного комплекса с технологической линией большой длины для производства продукции методом пултрузии.

Заявленный технический результат состоит в повышении экономичности мобильного производственного комплекса с технологической линией большой длины для производства продукции методом пултрузии.

Повышение экономичности складывается из уменьшения потерь тепла и расходов на отопление, а также от снижения брака, вызванного нестабильностью температурного режима производственного помещения.

Процесс производства изделий методом пултрузии состоит в пропитке сформированного из синтетических волокон жгута полиэфирными смолами и отверждению пропитанного и сформованного жгута в проходной печи. Процесс происходит при температуре воздуха в производственном помещении не ниже 18°C и не выше +35°C. Для удаления нежелательных газообразных продуктов пропитки и отверждения обязательно требуется вентиляция с производительностью не менее 12 м³/час. Поэтому пултрузионные комплексы обязательно должны содержать устройства для подогрева/охлаждения воздуха в производственном помещении, а также иметь каналы для поступления свежего воздуха извне в вышеуказанном объеме

Указанный технический результат достигается тем, что в известном мобильном производственном комплексе, содержащем технологическую линию, установленную в укрытии от внешних воздействий, укрытие дополнительно содержит, по меньшей мере; один шлюз для загрузки сырья и выгрузки готового продукта.

Кроме того, шлюз содержит средства для поддержания температуры воздуха в нем в заданных пределах.

Кроме того, комплекс содержит один шлюз для загрузки сырья вблизи головной части линии и один шлюз для выгрузки продукта вблизи выходного конца линии.

Кроме того, шлюз для выгрузки продукта разделен на две секции, каждая из которых имеет собственные двери для поступающего и выгружаемого продукта.

Кроме того, комплекс выполнен в виде соединенных торцами контейнеров с установленной внутри них технологической линией, а шлюз присоединен к торцевой или боковой части контейнеров.

Кроме того, шлюзом является морской или железнодорожный контейнер.

Кроме того, технологическая линия комплекса является линией для производства композитных профильных изделий методом пултрузии.

Благодаря дополнению производственного комплекса шлюзом, в нем обеспечивается требуемая для данного производственного процесса температура, в частности сберегается тепло при пониженной температуре окружающей внешней среды, а в жарком климате -прохлада в производственном помещении, то есть, сберегается энергия, необходимая для поддержания требуемого температурного режима, повышается экономичность комплекса. Кроме того, наличие шлюза стабилизирует температурный режим в производственном помещении, что повышает выход годной продукции, то есть повышается экономичность комплекса.

Выход годной продукции, то есть экономичность комплекса повышается благодаря тому, что шлюз содержит средства для поддержания температуры воздуха в нем в заданных пределах, вследствие чего загружаемый исходный материал (сырье) после выдержки в течение определенного времени приобретает заданную условиями технологического процесса температуру.

Благодаря использованию двух шлюзов, один из которых служит для загрузки сырья, а другой для выгрузки готового продукта, становится возможным выдержка сырья и готового продукта в оптимальных для каждого температурных условиях в течение оптимального времени. Это повышает выход годной продукции, то есть экономичность комплекса.

Благодаря разделению шлюза для выгрузки продукта на две независимые секции, каждая из которых имеет двери для поступающего и выгружаемого продукта, обеспечивается непрерывность работы линии, то есть повышается ее производительность.

Благодаря выполнению комплекса в виде соединенных торцами контейнеров с установленной внутри них технологической линией и присоединению шлюза к торцевой или боковой части контейнеров, упрощаются изготовление, транспортирование, монтаж и эксплуатация комплекса.

Благодаря использованию морских или железнодорожных контейнеров для размещения передвижного модульного технологического комплекса, удешевляется производство комплекса, минимизируются затраты на обеспечение максимальной жесткости и герметичности оболочки для технологической линии, достигается полная совместимость модулей со всеми перевозочными средствами - автомобильными, судовыми, железнодорожными.

Благодаря использованию комплекса для производства композитных профилей методом пултрузии создается возможность производства этих изделий, в частности, арматурных прутьев, прямо на месте их использования, что сокращает транспортные расходы и убытки от потерь при транспортировании.

Существо предложенной полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен в плане пример исполнения предложенного комплекса, укрытие и шлюзы которого выполнены из морских контейнеров. Комплекс показан на чертеже в рабочем положении.

Предложенный мобильный пултрузионный производственный комплекс содержит технологическую производственную линию 1, установленную в двух (в зависимости от длины линии возможно и большее количество) сочлененных торцами 40-футовых морских контейнеров 2 и 3, образующих вокруг линии жесткую оболочку-укрытие. Эта оболочка обеспечивает требуемые климатические условия в производственной зоне и служит основой для размещения, как самой линии, так и необходимого для ее работы вспомогательного оборудования. Стандартные морские контейнеры целесообразно использовать потому, что они обладают минимальной массой при наилучшем отношении цены к таким важным для описываемого комплекса показателям качества, как жесткость. герметичность, стойкость к климатическим воздействиям. Входная часть линии 1 расположена в контейнере 2, а выходная - в контейнере 3.

Внутреннее пространство контейнеров 2 и 3 объединено через проем 4. При переводе комплекса в транспортное положение этот проем закрывают съемными дверями. К внешним торцам контейнеров 2 и 3 герметично присоединены еще два морских контейнера 5 и 6, также имеющие снабженные дверями проемы по обоим торцам. Между контейнерами 2, 3, 5 и 6, скрепленными в одно целое с помощью болтов, струбцин или иных средств, установлены элементы 7 для герметизации стыков. Контейнеры могут иметь приспособления для строповки при погрузке-выгрузке и для выравнивания по высоте.

Контейнер 5 служит для приема, складирования и прогрева/просушки входных материалов (сырья) 8 и примыкает к головной части линии 1. Контейнер 6 примыкает к выходному концу линии 1 и содержит отсек-шлюз 9 для приема, выдерживания и, если потребуется, упаковки готового продукта. Длина готового продукта 10 может быть сравнительно большой, в частности, если этот продукт - арматурные прутья и, в этом случае, контейнер 6 может иметь наибольшую длину. Поскольку продукция одной смены, как правило, не может занять весь объем контейнера 6, избыточный объем может быть использован, например, для бытовых помещений или испытательной лаборатории 11. Контейнер 6 может содержать дополнительный отсек-шлюз 12, со своими наружной 13 и внутренней 14 дверями, служащий для приема непрерывно производимого продукта пока выгружают готовый продукт из отсека-шлюза 9.

Для удобства складирования готового продукта желательно чтобы контейнер 6 составлял продолжение технологической линии. Контейнер 5 может быть прикреплен к контейнеру 2 сбоку. В этом случае оба контейнера должны иметь двери 15 на боковых сторонах, как это показано на контейнере 2.

Для перевода предложенного комплекса в транспортное положение технологическая линия рассоединяется в местах, где она проходит через дверные проемы контейнеров, изъятые фрагменты линии крепятся радом с ней. Навешиваются снятые двери и контейнеры устанавливаются на платформы (шасси) самоходных и прицепных транспортных средств. По прибытии на место временной эксплуатации комплексы в мобильном исполнении приводятся в рабочее состояние без снятия с платформ. Если головным контейнером автопоезда является контейнер с началом технологической линии и торец контейнера прикрыт кабиной тягача, то прицеп с контейнером-шлюзом устанавливается параллельно головному контейнеру и шлюз пристыковывается к нему сбоку.

Предложенный комплекс можно использовать и в качестве передвижного. Контейнеры с частями технологической линии в этом варианте снимаются с платформ, устанавливаются на заранее подготовленную площадку и собираются в единое целое.

Работа предложенного комплекса начинается с того, что в контейнер-шлюз 5 загружают исходное сырье 8 (смолу и стеклянный или базальтовый ровинг), закрывают наружные двери 16 и выдерживают сырье в шлюзе 5 для прогрева до заданной температуры. Для ускорения прогрева температура в шлюзе может устанавливаться выше, чем в производственном помещении технологической линии. Дверь 17 между шлюзом и производственном помещением в этом случае закрывают. Далее сырье заправляют в технологическую линию 1 и запускают ее. Выходящую с линии полосу готового продукта нарезают на куски 10 требуемой длины и отправляют на временное хранение в контейнер-шлюз 6. В нем продукт выдерживается при заданной температуре определенное время для стабилизации свойств и постепенно накапливается. В зависимости от времени выдержки устанавливается требуемый объем шлюза 6. Перед разгрузкой шлюза дверь 18 в производственное помещение закрывают, открывают наружную дверь 19 шлюза и выгружают готовый продукт. Для приема поступающего продукта 10 на время разгрузки шлюза 9 контейнер 6 может быть разделен на два шлюзовых отсека 9 и 12, причем дополнительный отсек 12, служащий для приема продукта 10 во время разгрузки основного, может иметь меньший объем.

Отметим, что заявлен мобильный производственный комплекс, то есть предназначенный для перевозки и быстрого развертывания на новом месте. Для таких комплексов характерно стремление уменьшить количество перевозимых единиц - контейнеров, кузовов и тому подобного. Лишний шлюз - это лишние расходы на перевозку, лишние расходы на монтаж, затягивание времени перевода комплекса в состояние готовности. Поэтому велико желание ограничиться одним шлюзом и перемещать сырье или готовую продукцию к шлюзу внутри производственного помещения.

Ширина пултрузионной линии очень невелика - около 60 сантиметров (см. http://kompozit-armatura.ru/proizvodstvennaya-liniya/, и потому вдоль нее остаются проходы с шириной, достаточной для того, чтобы по ним переносить сырье от шлюза, расположенного в конце линии к ее началу. Или наоборот - чтобы выносить готовую продукцию вдоль линии к шлюзу, расположенному в ее начале. Все эти особенности эксплуатации остаются на усмотрение владельца линии в зависимости от конкретных условий эксплуатации и других обстоятельств.

В любом случае, наличие хотя бы одного шлюза позволяет избежать сквозняка и резкого изменения температурного режима в производственном помещении, то есть обеспечивает получение заявленного технического результата.

Необходимо отметить, что в действительности, шлюз для загрузки сырья (бобины с ровингом и банки со смолой) может быть совсем небольшим, буквально в виде ящика с двумя дверцами. При открытии внутренней дверцы объем холодного воздуха, попадающего в производственное помещение будет ничтожно мал по сравнению с объемом воздуха в этом помещении. Заметного снижения температуры это не вызовет, а заявленный технический результат будет достигнут.

Если шлюз выполнен в виде контейнера, то есть имеет большой объем, то нет никакой производственной необходимости распахивать внутренние ворота на всю ширину. Вполне достаточно ограничиться форточкой, размеры которой позволяют передавать вовнутрь бобины и банки и извлекать готовый продукт, который всегда имеет совсем небольшое сечение (арматурные прутья, оконные профили и т.п.). Холодный воздух будет постепенно поступать в производственное помещение и это не изменит существенно его температурного режима. Кроме того, производственное помещение все равно нуждается в поступлении свежего воздуха и содержит нагревательные средства для поддержания заданного температурного режима.

Поскольку готовый продукт имеет небольшое сечение, шлюз для его приемки может также быть набольшим, например, быть выполненным в виде трубы. Объем такого шлюза невелик по сравнению с объемом производственного помещения (укрытия

Применение предложенного решения позволяет сократить себестоимость производства не столько за счет уменьшения потерь тепла при загрузке/выгрузке, сколько за счет снижения брака из-за вызванных этим изменений теплового режима производственного помещения.

1. Мобильный производственный комплекс, содержащий укрытие от внешних воздействий с установленной в нем технологической линией, выполненное из, по меньшей мере, двух сочленяемых элементов, отличающийся тем, что технологическая линия предназначена для формования изделий из композитных материалов методом пултрузии, а комплекс дополнительно содержит средства для герметизации его внутреннего объема, а также, по меньшей мере, один шлюз для загрузки сырья вблизи головной части линии.

2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде соединенных торцами контейнеров с установленной внутри них технологической линией, а шлюз присоединен к торцевой или боковой части контейнера, содержащего головную часть технологической линии.

3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что шлюзом является морской или железнодорожный контейнер.

4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что шлюз содержит средства для поддержания температуры воздуха в нем в заданных пределах.

5. Мобильный производственный комплекс, содержащий укрытие от внешних воздействий с установленной в нем технологической линией, выполненное из, по меньшей мере, двух сочленяемых элементов, отличающийся тем, что технологическая линия предназначена для формования изделий из композитных материалов методом пултрузии, а комплекс дополнительно содержит средства для герметизации его внутреннего объема, а также, по меньшей мере, один шлюз для выгрузки готового продукта вблизи выходной части линии.

6. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что шлюз для выгрузки продукта разделен на две секции (отсека), каждая из которых имеет собственные двери для поступающего и выгружаемого продукта.

7. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что линия, соединяющая внутреннюю и наружную двери шлюза, образует продолжение технологической линии.

8. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что он выполнен в виде соединенных торцами контейнеров с установленной внутри них технологической линией, а шлюз присоединен к торцевой или боковой части контейнера, содержащего выходную часть технологической линии.

9. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что шлюзом является морской или железнодорожный контейнер.

10. Комплекс по п.5, отличающийся тем, что шлюз содержит средства для поддержания температуры воздуха в нем в заданных пределах.

11. Мобильный производственный комплекс, содержащий укрытие от внешних воздействий с установленной в нем технологической линией, выполненное из, по меньшей мере, двух сочленяемых элементов, отличающийся тем, что технологическая линия предназначена для формования изделий из композитных материалов методом пултрузии, а комплекс дополнительно содержит средства для герметизации его внутреннего объема, а также шлюзы для загрузки сырья и для выгрузки готового продукта соответственно вблизи головной и выходной частей линии.

12. Комплекс по п.11, отличающийся тем, что шлюзы имеют наружную и внутреннюю двери, образуя продолжение технологической линии.

13. Комплекс по п.11, отличающийся тем, что шлюз для выгрузки продукта разделен на две секции (отсека), каждая из которых имеет собственные двери для поступающего и выгружаемого продукта.

14. Комплекс по п.11, отличающийся тем, что он выполнен в виде соединенных торцами контейнеров с установленной внутри них технологической линией, а шлюзы присоединены к торцевой или боковой части контейнеров.

15. Комплекс по п.11, отличающийся тем, что шлюзами являются морские или железнодорожные контейнеры.

16. Комплекс по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из шлюзов содержит средства для поддержания температуры воздуха в нем в заданных пределах.

РИСУНКИ