Состав и способ изготовления растопочно-обогревающего средства - RU2772600C1

Чертежи

Описание

Предлагаемое изобретение относится к растопочному средству и способу его изготовления, которое может быть использовано в бытовых условиях в качестве быстро разжигаемого топлива для жаровни, для разведения огня в печах, в полевых условиях для разведения костров, обогрева в палатках, а также для подогрева пищи и кипячения воды.

Известна технология изготовления и растопочное средство по заявке Франции № 2629835 "Разжигатель огня". Средство содержит твердый горючий наполнитель (горючее тело) и углеводородное связующее. В качестве твердого горючего наполнителя оно содержит древесные отходы длиной 10 мм и диаметром 1 мм. В качестве углеводородного связующего оно содержит гранулированный парафин с размером гранул 1 мм. Соотношение древесины к парафину составляет (60-50):(40-50)% по массе. Для изготовления компактных брикетов эту смесь подвергают холодному прессованию до уменьшения объема на 2/3 с последующим глянцеванием поверхности брикета нагреванием его при 100 - 150°С в течение 5 мин для увеличения прочности.

К недостаткам известного средства можно отнести многоступенчатость технологического процесса включающего прессование с последующим глянцеванием, наличие в составе наполнителя, при горении которого образуется дым, а в воздухе образуются вредные для дыхания человека вещества и низкая теплоотдача.

Известно растопочное средство и технология его получения по патенту РФ на изобретение № 2132362, МПК C10L 11/04, включающее твердый горючий наполнитель и парафин, при этом средство дополнительно содержит церезин при следующем соотношении компонентов, мас. %:

В качестве горючего наполнителя используют древесные опилки, торф, солому, бумагу, каменноугольную пыль и пластмассовую крошку. В расплавленное связующее - смесь парафина с церезином - вводят твердый наполнитель и перемешивают при температуре, обеспечивающей получение однородной массы. Затем массу охлаждают и подвергают холодному прессованию под давлением выше 7,0 МПа.

К недостаткам технологии и растопочного средства можно отнести образование дымов вредных для дыхания человека, образующихся при сгорании наполнителей, что препятствует использованию средства при даже кратковременном обогреве жилых помещений, а также палаток и других строений в полевых условиях.

Известна более совершенная технология и растопочное устройство по патенту РФ на полезную модель № 87164 - прототип, МПК C10L 7/02, C10L 11/04. Растопочное средство, предназначенное в том числе для бытовых целей, содержит горючее тело и защитную оболочку, причем горючее тело представляет собой твердый раствор стеарина и этанола, в том числе с наполнителем, а защитная оболочка представляет из себя металлическую упаковку. Наполнитель выполнен из экологически чистых пористых или капиллярных горючих материалов в форме рыхлых брикетов. С целью придания дополнительных потребительских свойств, необходимых в полевых условиях, в горючее тело добавлены репелленты - вещества, отпугивающие вредных насекомых, птиц, млекопитающих. С целью улучшения потребительских характеристик в горючее тело добавлены эфирные масла растительного происхождения.

К недостаткам известного растопочного устройства можно отнести недостаточную теплоотдачу, связанную с низкой теплотворной способностью горючего тела, а так же наличие вредных для здоровья человека веществ при сгорании горючего тела.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание технологии обеспечивающей получение экологичного растопочного средства с высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.

Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих горючее тело, представляющее отвердевший раствор стеариновой кислоты и спирта и новых признаков, заключающихся в том, что состав представляет собой эфироальдегидную фракцию нагретую предварительно до температуры от 65 до 79°С с растворением гранул стеариновой кислоты, который, в качестве средства повышающего температуру горения насыщен метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов мас. %:

Новизной предлагаемого изобретения является то, что состав представляет собой эфироальдегидную фракцию нагретую предварительно до температуры от 65 до 79°С с растворением гранул стеариновой кислоты, который, в качестве средства повышающего температуру горения насыщен метил–трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов мас. %:

Так, признак наличия в составе эфироальдегидной фракции обеспечивает высокую теплоотдачу, безвредность и возможность использовать средство в помещении, палатке.

Так, признак предварительного нагрева до температуры от 65 до 79 °С с растворением гранул стеариновой кислоты обеспечивает полное растворение стеариновой кислоты. Если добавить стеариновую кислоту при температуре ниже 65°С то она не растворится, так как ее температура плавления равна 65°С. Нагревать смесь более 79°С не целесообразно, так как будет происходить интенсивное испарение эфироальдегидной фракции, что отрицательно скажется на продолжительности горения растопочно-обогревательного средства.

Так, признак насыщения метил-трет-бутиловым эфиром - в качестве средства повышающего температуру горения, обеспечивает при горении средства выделение кислорода, что повышает температуру пламени и обеспечивает тем самым высокую теплоотдачу, и более полное выгорание компонентов и составляющих эфироальдегидной фракции. Насыщение метил-трет-бутиловым эфиром смеси менее чем 5,0%, при горении средства, не обеспечивает выделения достаточного количества кислорода для повышения теплоотдачи. При насыщении смеси метил-трет-бутиловым эфиром более чем 15% повышается температура горения растопочного средства, однако происходит его быстрое сгорание.

Так, признак наличия стеариновой кислоты в объёме 3,0-15,0 мас.% обеспечивает затвердевание раствора стеариновой кислоты и эфироальдегидной фракции. Если стеариновой кислоты будет менее 3,0 % то раствор останется мягким - не затвердеет. Содержание стеариновой кислоты в средстве более 15,0 мас. % приведет к удорожанию растопочного средства.

Так же, поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающий приготовление составляющих горючего тела, их нагрев, смешивание, розлив и охлаждение с последующим затвердеванием, отличающийся тем, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства заливают, мас. %, эфироальдегидной фракции от 92 до 70% нагревают до температуры 65°С и при постоянном перемешивании добавляют гранулированную стеариновую кислоту, равномерно распределяя её по всему объёму, постепенно нагревая до температуры 79°С растворяют и доводят смесь до гомогенного состояния, после чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и в качестве средства повышающего температуру горения, при перемешивании насыщают полученную смесь метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы и охлаждают.

Смесь эфироальдегидной фракции со стеариновой кислотой выдерживают при температуре не более 79°С от 5 до 20 минут при постоянном перемешивании.

Новизной предложенного способа является то, что первоначально в емкость для приготовления горючего тела растопочно - обогревающего средства заливают, мас. %, эфироальдегидной фракции от 92 до 70% нагревают до температуры 65°С и при постоянном перемешивании добавляют гранулированную стеариновую кислоту, равномерно распределяя её по всему объёму, постепенно нагревая до температуры 79°С растворяют и доводят смесь до гомогенного состояния, после чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и в качестве средства повышающего температуру горения, при перемешивании насыщают полученную смесь метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

затем полученную смесь в горячем состоянии разливают в подготовленные формы и охлаждают.

Так, признак первоначальной заливки в емкость для приготовления горючего тела растопочно-обогревающего средства эфироальдегидной фракции от 92 до 70% обеспечивает возможность растворения следующего ингредиента, а так же являясь основой растопочно - обогревающего средства обеспечивает экологичность, отсутствие копоти высокую теплоотдачу и возможность использовать средство в помещении, палатке. При этом, если эфироальдегидной фракции будет более 92%, то смесь не затвердеет. Если менее 70%, то сокращается время горения средства и его удорожания.

Так, признак нагрева до температуры 65°С при постоянном перемешивании и добавлении гранулированной стеариновой кислоты, равномерного распределения её по всему объёму, постепенному нагреву до температуры 79°С растворение и доведение смеси до гомогенного состояния, обеспечивает полное растворение стеариновой кислоты. Если добавить стеариновую кислоту при температуре ниже 65°С то она не растворится, так как ее температура плавления равна 65°С. Нагревать смесь более 79°С не целесообразно, так как при температуре более 79°С начинает более интенсивно испаряться эфироальдегидная фракция. Что отрицательно сказывается на продолжительности горения растопочно - обогревательного средства.

Так, признак охлаждения смеси до температуры не более 52°С перед введением метил-трет-бутилового эфира, обеспечивает его сохранность предотвращая испарение, поскольку температура кипения метил-трет-бутилового эфира составляет 52°С.

Так, признак охлаждения смеси до температуры от 45 до 52°С и насыщение при перемешивании в качестве средства повышающего температуру горения, метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ) обеспечивает при горении средства выделение кислорода, что повышает температуру пламени и обеспечивает тем самым высокую теплоотдачу, и более полное выгорание компонентов средства.

Насыщение метил-трет-бутиловым эфиром смеси менее чем 5,0%, при горении средства, не обеспечивает выделения достаточного количества кислорода для повышения теплоотдачи. При насыщении смеси метил-трет-бутиловым эфиром более чем 15% повышается температура горения растопочного средства, однако происходит его быстрое сгорание.

Так, признак добавления стеариновой кислоты в объёме 3,0-15,0 мас. % обеспечивает затвердевание раствора стеариновой кислоты и эфироальдегидной фракции. Если стеариновой кислоты будет менее 3,0%, то раствор останется мягким - не затвердеет. Содержание стеариновой кислоты в средстве более 15,0 мас. % приведет к удорожанию растопочного средства.

Выдержка смеси эфироальдегидной фракции со стеариновой кислотой при температуре не более 79°С от 5 до 20 минут при постоянном перемешивании способствует полному растворению стеариновой кислоты и доведению смеси до гомогенного состояния. При выдержке более 20 минут происходит испарение фракции, что негативно сказывается на теплоотдаче при горении средства. Если время выдержки составит меньше 5 минут, то даже при перемешивании возможно не полное растворение и комкование стеариновой кислоты.

Именно сочетание указанных выше признаков обеспечивает получение заявленного технического результата, а именно создание технологии обеспечивающей получение экологичного растопочного средства с более высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.

Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предлагаемого изобретения в источниках патентной и научно-технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом - позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.

Описание осуществления предлагаемого изобретения позволяет отнести его к промышленно выполнимым.

На фиг.1 схематично изображено растопочно-обогревающее средство насыщенное метил-трет-бутиловым эфиром.

Растопочно–обогревающее средство изготавливают следующим образом:

Первоначально, для приготовления горючего тела 1 растопочно-обогревающего средства заливают, мас. %: эфироальдегидную фракцию от 92 до 70% (при этом, при добавлении более 92% фракции средство не отвердеет) и осуществляют её нагрев до температуры плавления стеариновой кислоты 65°С. При постоянном перемешивании, предотвращая комкование, засыпают гранулированную стеариновую кислоту (ГОСТ 6484-96. Кислота стеариновая техническая). Т.к. в эфироальдегидной фракции около 90% - этанол, то смесь постепенно нагревают до температуры закипания этанола - не более 79°С, после чего перемешивают - равномерно распределяют стеариновую кислоту по всему объёму и окончательно растворяют гранулы стеариновой кислоты. При нагреве более 79°С происходит интенсивное испарение эфироальдегидной фракции и это снижает время горения средства, поэтому нагревать более указанной температуры не целесообразно. Смесь выдерживают при такой температуре ещё от 5 до 20 минут постоянно перемешивая, доводят её до гомогенного состояния. После чего смесь охлаждают до температуры от 45 до 52°С и, в качестве средства повышающего температуру горения, смесь при перемешивании насыщают метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ). Метил-трет-бутиловый эфир способствует выделению кислорода и полному сгоранию средства. Затем горячую смесь разливают в подготовленные формы 3, закрывают крышкой 4 и окончательно охлаждают. Таким образом, получили экологичное растопочно-обогревающее средство с высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения.

Конкретный пример изготовления и использования предлагаемого растопочно–обогревающего средства:

Для приготовления растопочно - обогревающего средства, первоначально в емкость для смешивания, объёмом 250 литров, налили 180 литров эфироальдегидной фракции и нагрели до температуры плавления стеариновой кислоты 65°С. При постоянном перемешивании добавили гранулированную стеариновую кислоту (ГОСТ 6484-96. Кислота стеариновая техническая) в количестве 8,0 кг, равномерно распределили её по всему объёму ёмкости. Для предотвращения комкования, перемешивая, смесь нагрели до температуры 77°С. Смесь выдержали при такой температуре ещё 10 минут постоянно перемешивая, окончательно растворив гранулы, довели её до гомогенного состояния. После чего смесь охладили до температуры 50°С и, в качестве средства повышающего температуру горения, в смесь ввели при перемешивании метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) в количестве 12 литров. Метил-трет-бутиловый эфир увеличивает количество выделяемого при горении кислорода, повышает теплоотдачу средства и способствует полному его выгоранию. Полученную смесь перемешали, разлили в подготовленные формы, закрыли крышкой и окончательно охладили.

Перед использованием, например для обогрева палатки, растопочно-обогревающее средство, вскрыли (на металлической емкости сняли крышку), установили на негорючую подставку и подожгли. Время горения средства объемом в 300 мл продолжалось в течение 5,0 часов. Воздух в зимней палатке с размерами 3×3 метра и средней высотой 1,8 метра при помощи одного растопочного средства объемом в 300 мл был нагрет до температуры в 19°С в течение 25-ти минут, при наружной температуре воздуха в минус 8°С.

В настоящее время на предприятии на предлагаемое растопочное средство разработана техническая документация, изготовлена опытная партия средства и проведены испытания, показавшие положительные результаты.

Реферат

Изобретение относится к растопочным средствам. Предложен состав растопочно-обогревающего средства, включающий горючее тело, представляющее отвердевший раствор стеариновой кислоты и спирта, при этом состав представляет собой эфироальдегидную фракцию, нагретую предварительно до температуры от 65 до 79°С с растворением гранул стеариновой кислоты, который в качестве средства, повышающего температуру горения, насыщен метил-трет-бутиловым эфиром (МТБЭ), при следующем соотношении компонентов, мас.%: стеариновая кислота 3,0-15,0; метил-трет-бутиловый эфир 5,0-15,0 и эфироальдегидная фракция остальное. Также предложен способ изготовления растопочно-обогревающего средства. Технический результат – получение экологичного растопочного средства с высокой теплоотдачей и продолжительным временем горения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула