ВАЛКОВЫЙ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ

Полезная модель относится к оборудованию для переработки изношенных шин с целью получения дисперсных материалов многоцелевого назначения, в частности для переработки для переработки изношенных покрышек в резиновую крошку.
Известны линии переработки изношенных покрышек [см. Никольский, B.Г. Современные технологические линии переработки изношенных автопокрышек / В.Г. Никольский, Л.В. Внукова, С.А. Вольфсон, Т.В. Дударева, И.А. Красоткина // Вторичные ресурсы. - 2002. - №6. - С. 45-53]. Основные технологические операции, реализуемые в этих линиях: грубое дробление (разрезание) шин на фрагменты; отслоение корда от резины и его сепарация; тонкое измельчение резины. При грубом измельчении используют шредеры, ножевые или фрезерные дробилки. При отслоении корда от резины применяют молотковые или валковые дробилки, а также сепараторы. Для тонкого измельчения - мельницы тонкого помола.
К недостаткам этих устройств следует отнести большую необходимую мощность установленного оборудования в линии, и большие габариты устройства и большие производственные площади, т.к. требуется разместить и привести в действие большое количество устройств.
Известна линия по производству резиновой крошки из изношенных автомобильных покрышек с металлокордом [см. Переработка изношенных автомобильных шин с металлокордом / Н.Д. Рашевский, В.С. Кроник, В.А. Мороз, И.П. Неелов // Экология и промышленность России. - 2000. - №12. - C. 17-20.] Технологический процесс состоит из следующих операций:
удаление бортовых колец;
подача покрышек в ножевую двухвалковую дробилку ДНВ-2-400 первичного измельчения кусков 12-60 мм, содержащих резину, текстиль и металлокорд;
загрузка полученной смеси в дробилку для вторичного измельчения до размера частиц 14 мм, образующих смесь резины, текстиля и металлокорда;
сепарация смеси на магнитном сепараторе барабанного типа с целью отделения металлокорда, отслоившегося от резины;
подача фракции, прошедшей первую магнитную сепарацию, на вибрационную сетку для рассеяния и выделения кордной составляющей;
отбор фракции резины 14 мм и менее, прошедшей сетку, и подача ее на второй магнитный сепаратор;
возврат фракции 14 мм, не прошедшей сетку, в дробилку для домола.
На этом цикл дробления и отделения металлокорда от резинотекстильной смеси в основном завершается. Далее осуществляются операции, связанные с отделением текстильного корда и измельчением резиновой крошки в роторных измельчителях (до фракции 3-5 мм) и затем в дисковых мельницах (до фракции 0,5-1 мм).
К недостаткам можно отнести большую необходимую мощность установленного оборудования в линии, и большие габариты устройства и большие производственные площади, т.к. требуется разместить и привести в действие большое количество устройств.
Известны линии по переработке шин в крошку ЛПШК-2000 и ЛПШК-3500 [см. Соколов Алексей Евгеньевич. Разработка и исследование процессов и оборудования для предварительного измельчения шин, подлежащих утилизации: диссертация … кандидата технических наук: 05.17.08 / Соколов Алексей Евгеньевич; [Место защиты: Ярославский государственный технический университет]. - Ярославль, 2014. - 275 с, стр. 21-23]. На этих линиях осуществляют следующие операции:
удаление проволочных бортовых колец;
дробление покрышек или их частей на куски (чипсы) 40×40 мм или 50×50 мм в первой двухвалковой ножевой дробилке;
вторичное дробление полученных чипсов на мелкие куски на дробильных вальцах, либо в двухвалковой ножевой дробилке;
переработка (измельчение) ранее полученной смеси из резины, текстиля и металлокорда в специальном грануляторе до частиц размером до 12 мм с получением смеси резиновой крошки, текстиля и стальной проволоки в виде иголок;
отделение до 98% металлических включений с помощью магнитного отборщика и магнитного ролика отборочного транспортера;
повторная переработка предварительно очищенной крошки в грануляторе;
отделение металла с помощью магнитного ролика на отборочном транспортере и т.д.
К недостаткам можно отнести большую необходимую мощность установленного оборудования в линии, и большие габариты устройства и большие производственные площади, т.к. требуется разместить и привести в действие большое количество устройств.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является способ и устройство для переработки изношенных покрышек методом деструкции [см. Пат. 2504469 С1 Российская Федерация, МПК В29В 17/00, опубл. 20.01.2014]. Покрышку предварительно разрезают на пять кольцеобразных частей, а именно каркасно-брекерно-протекторный браслет, две резинотекстильные боковины без бортовых частей и две бортовые части, содержащие бортовые проволочные кольца. Боковины, не содержащие металлической арматуры, направляют на переработку в отдельном потоке резинотекстильной массы, не содержащей металлокорда, а каркасно-брекерно-протекторный браслет и бортовые части без боковин раздельно прокатывают в непрерывном режиме между валками, наружные поверхности которых образованы сменными износостойкими гладкими, рифлеными или зубчатыми цилиндрическими втулками, вплоть до максимально возможного отделения металла от резинотканевого массива.
К недостаткам этого аналога можно отнести большую необходимую мощность установленного оборудования, и большие производственные площади, т.к. требуется разместить и привести в действие дополнительные устройства для предварительного разделения изношенной покрышки на кольцеобразные части и отдельную переработку боковин. Кроме того, устройство является машиной периодического действия, т.е ее нужно периодически останавливать для перезагрузки измельчаемого материала, что снижает производительность. Также сложно и трудоемко надеть браслет на средний валок.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение производительности и эффективности отделения резины от металлокорда, исключение предварительных операций по разрезанию покрышки на полосы и чипсы перед измельчением, снижение энергоемких операций и трудозатрат, сокращение производственных площадей за счет исключения резки покрышек на полосы и чипсы.
Технический результат достигается тем, что валковый измельчитель для переработки для переработки изношенных покрышек в резиновую крошку, включает станину с отдельными приводами на каждый валок, устройство для изменения зазора между валками, валки, один из которых быстроходный, установленные с возможностью вращения с разными скоростями, а на поверхности быстроходного валка выполнены рифы для улучшения захвата полосового материала. Над быстроходным валком установлены дисковые ножи, закрепленные на оси, снабженной прижимным устройством для вертикального перемещения оси. На быстроходном валке выполнены кольцевые канавки. Дисковые ножи установлены над кольцевыми канавками с возможностью опускания в эти канавки для разрушения материала, армирующего перерабатываемую покрышку. Таким образом, исключаются предварительные операции по разрезанию покрышки на полосы и чипсы перед измельчением, снижается количество энергоемких операций, оборудования и трудозатрат, сокращаются производственные площади за счет исключения резки покрышек на полосы и чипсы. Заявляемое изобретение работает в непрерывном режиме, что способствует повышению производительности процесса. После воздействия дисковыми ножами армирующий материал разрезан на узкие полосы, которые по воздействием валков распушаются на отдельные тонкие мононити, что приводит к дополнительному воздействию на измельчаемый полимерный материал, более полному отделению резины от поверхности распушенного материала, т.к. армирующий покрышку материал (металлокорд) является дополнительным разрушающим элементом за счет образующейся монопроволоки из распушенного металлокорда.
Это позволяет получать дисперсный материал многоцелевого назначения за однократный пропуск полосы через зазор. Кроме этого, короткие фрагменты металлокорда после отделения от крошки легче упаковывать, т.е. упрощается процесс упаковки металлокорда.
На фиг. 1 изображена схема валкового измельчителя, вид сбоку, на фиг. 2 изображена схема валкового измельчителя, вид спереди.
Валковый измельчитель содержит валки 1 и 2, установленные в станине (на схеме не показана). На валок 1 нанесены рифы 3. Валок 2 выполнен гладким. В одном из валков, как правило, рифленом, выполнены кольцевые канавки 4, количество которых может быть различным, например, три. Валковая машина содержит дисковые ножи 5, установленные на оси 6 над кольцевыми канавками 4. Валковая машина содержит прижимное устройство 7, крюки 8 для удаления резины из канавок, механизм 9 для регулировки зазора.
Валок 1 быстроходный. Валок 2 тихоходный. Дисковые ножи 5 установлены с возможностью вращения на оси 6, соединенной с прижимным устройством 7, обеспечивающим вертикальное перемещение оси 6 за счет винтовой пары (винт-гайка) или пневмоприжима.
Валок 1 снабжен механизмом 9 для его перемещения в горизонтальной плоскости с целью регулирования зазора между валками 1 и 2 в зависимости от толщины подаваемого в зазор измельчаемого материала.
Валки 1 и 2 установлены соответственно в подшипниках станины и снабжены разными приводами (не показаны), обеспечивающими необходимое соотношение скоростей вращения.
Валковый измельчитель для переработки изношенных шин работает следующим образом.
Из изношенной покрышки удаляют бортовые кольца, например, при помощи существующего станка для выжима бортовых колец GSB-280, производство Китай. Затем разрезают покрышку поперек, при этом рез предпочтительно осуществлять под косым углом. Косой рез позволяет затягивать изношенную шину в зазор между валками не одновременно по всей ширине, а постепенно по ширине. Таким образом обеспечивают значительное снижение динамических нагрузок и исключают останов машины после измельчения окончания измельчения одной изношенной покрышки перед загрузкой другой, т.е валковая машина работает в непрерывном режиме. Перед началом работы с помощью прижимного устройства 7 ось 6 с установленными на ней дисковыми ножами 5 поднимают вверх и обеспечивают свободный доступ к зазору между вращающимися валками измельчаемого материала. Измельчаемый материал в виде полосы 10 покрышки с предварительно удаленными бортовыми кольцами и разрезанного торообразного кольца поперек покрышки под косым углом одним из концов подается в зазор между валками 1 и 2.
Полоса 10 покрышки за счет рифов 3 затягивается в зазор между валками 1 и 2, а прижимное устройство 7 вдавливает дисковые ножи 5 через полосу 10 покрышки в канавки 4. В этот момент происходит разрушение широкой полосы 10 на более узкие полосы разрывом для уменьшения длины армирующего материала 11 (металлокорда).
В зазоре между валками происходит разрушение узких полос с получением смеси, состоящей из дисперсных материалов 12 многоцелевого назначения коротких фрагментов нитей металлокорда 13. Проходя через зазор между валками, короткие фрагменты нити металлокорда поддаются действию валков. При этом нить металлокорда, свитая из нескольких мононитей, раскручивается на отдельные мононити 12, т.е, распушается. Такое распушение приводит к более полному отделению резины от поверхности распушенного материала. При этом сами распушенные отдельные мононити 12 при прохождении через вальцы становятся дополнительными очень тонкими режущими элементами, измельчающими полимерный слой, которые способствуют как отделению резины от металлокорда, так и получению более мелкодисперсной фракции полимерной крошки.
Остатки резины, попавшей в процессе работы машины в канавки 4, удаляются крючками 8, количество которых равно количеству канавок.
Таким образом происходит отделение резины от металлокорда и ее измельчение в мелкодисперсную крошку за один пропуск перерабатываемого материала. По существующей технологии аналогичные результаты получают за 3-5 этапов (пропусков перерабатываемого материала через зазор валков).
Образовавшийся металлокорд железоотделителями удаляют из смеси и передают на переработку.
Заявляемая полезная модель позволяет повысить производительность, т.к. отделение резины происходит за один пропуск материала, снизить энергопотребление и уменьшить производственные площади.
Заявляемое изобретение может быть выполнено имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.