ОТЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЫРОГО МАТЕРИАЛА, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

2420-175507RU/061
ОТЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЫРОГО МАТЕРИАЛА, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ
Настоящая полезная модель относится к отжимному устройству для сырого материала, в частности для коммунально-бытовых твердых отходов.
Известны машины для отделения текучей фракции коммунально-бытовых твердых отходов, которая, например, может быть повторно использована для производства удобрений, от «сухой» фракции, которая, например, может быть повторно использована в качестве топлива. В таких машинах коммунально-бытовые твердые отходы загружают в перфорированную камеру, где они подвергаются отжиму при очень высоких давлениях посредством пресса, приводимого в движение гидравлическим цилиндром, чтобы входить в камеру и проходить сквозь материал, тем самым обеспечивая вытекание текучей фракции через отверстия в камере.
Как известно специалисту в данной области техники, перфорированная камера должна быть относительно малой по размеру, чтобы оптимизировать эффективность отжима. Поэтому за один цикл можно обработать лишь относительно малое количество материала, вследствие чего упомянутая машина является неудовлетворительной по производительности.
Упомянутые известные машины также слабо защищены от интенсивного истирающего воздействия обрабатываемого материала. К тому же, как известно специалисту в данной области техники, коммунально-бытовые твердые отходы представляют собой очень неоднородный материал, который может содержать жесткие элементы, изготовленные из дерева, металла, стекла и др., которые трудно поддаются измельчению и могут легко повреждать стенки машины, особенно учитывая высокие давления, используемые в процессе.
Поэтому основной целью настоящей полезной модели является создание отжимного устройства для сырого материала, в частности для коммунально-бытовых твердых отходов, имеющего более высокую производительность и более высокую надежность по сравнению с известными машинами.
Упомянутая цель и другие преимущества, которые станут очевидными из приведенного ниже описания, достигаются посредством устройства с признаками, перечисленными в п.1 формулы полезной модели, при этом зависимые пункты формулы полезной модели определяют другие предпочтительные, хотя и второстепенные признаки полезной модели.
Ниже полезная модель будет описана более подробно со ссылкой на некоторые предпочтительные, неисключительные варианты осуществления, проиллюстрированные в качестве неограничивающих примеров в прилагаемых чертежах, на которых:
фиг.1 представляет собой вид сверху устройства в соответствии с полезной моделью;
фиг.2 представляет собой вид спереди в увеличенном масштабе устройства, показанного на фиг.1;
фиг.3 показывает часть устройства настоящей полезной модели в увеличенном масштабе в продольном разрезе;
фиг.4 представляет собой вид в разрезе по линии IV-IV, показанной на фиг.1;
фиг.5 представляет собой вид в разрезе по линии V-V, показанной на фиг.2;
фиг.6 представляет собой вид в разрезе по линии VI-VI, показанной на фиг.1;
фиг.7 показывает часть фиг.4, в увеличенном масштабе;
фиг.8 показывает часть фиг.5 в увеличенном масштабе;
фиг.9 показывает часть фиг.6 в увеличенном масштабе;
фиг.10 представляет собой вид в разрезе по линии X-X, показанной на фиг.4;
фиг.11 представляет собой вид в разрезе по линии XI-XI, показанной на фиг.4;
фиг.12 представляет собой вид, аналогичный фиг.4, показывающий ту же часть в соответствии с альтернативным вариантом осуществления полезной модели.
Со ссылкой на фиг.1, 2, отжимное устройство 10 для сырого материала, в частности для коммунально-бытовых твердых отходов, включает в себя каркас, содержащий два наружных поперечных элемента 12, 14, два внутренних поперечных элемента 16, 18, первую пару продольных распорок 20, 22, расположенных между внутренними поперечными элементами 16, 18 и проходящих на соответствующих противоположных сторонах каркаса, а также две другие пары продольных распорок 24, 26 и 28, 30, причем каждая пара расположена между соответствующим одним из наружных поперечных элементов 12, 14 и внутренним поперечным элементом 16, 18, обращенным к нему. Все продольные распорки с расположенными между ними внутренними поперечными элементами установлены между наружными поперечными элементами 12, 14 посредством двух пар соединительных стержней 32, 34 и 36, 38, проходящих на соответствующих противоположных сторонах каркаса. Как показано на фиг.2, соединительные стержни каждой пары расположены параллельно один над другим. Каждый из соединительных стержней 32, 34 и 36, 38 содержит гидравлическую головку, такую как 32а, 36а, закрепленную на одном из его концов и примыкающую к одному из наружных поперечных элементов 14, и гайку, такую как 32b, 36b, навинченную на противоположный конец и примыкающую к противоположному наружному поперечному элементу, 12.
Горизонтальный барабан 40 установлен с возможностью поворота вокруг своей оси А между внутренними поперечными элементами 16, 18 в положении, выровненном с продольной средней плоскостью каркаса, на оси 42. В частности, ссылаясь на фиг.3 и 5, барабан 40 содержит втулку 44, посредством которой он закреплен на оси 42, и цилиндрическую периферийную стенку 46, которая соединена с втулкой посредством двух противоположных концевых опор 48, 50.
Как подробно показано на фиг.3, каждая из опор 48, 50 содержит группу из трех круглых отверстий 52, 54, расположенных на одинаковых угловых расстояниях вокруг оси А барабана 40, причем отверстия на одной опоре выровнены с отверстиями на противоположной опоре. Барабан 40 служит опорой трем цилиндрическим перфорированным камерам 56 отжима, каждая из которых проходит параллельно оси барабана между соответствующей парой выровненных отверстий 52, 54. Каждая камера 56 содержит полый цилиндр 58, открытый на его противоположных концах и снабженный радиальными отверстиями 60. Полый цилиндр 58 содержит внутреннюю облицовку 62, выполненную из износостойкого твердого материала, которая также снабжена радиальными отверстиями 64, выровненными с отверстиями в цилиндре и немного меньшими по диаметру, чем они.
Предпочтительно, продольные концы цилиндра 58 заканчиваются соответствующими внутренними кольцевыми пазами 66, в которых размещаются соответствующие режущие кольца 68, выполненные из износостойкого материала. Каждое режущее кольцо 68 содержит внутреннюю цилиндрическую поверхность 68i, выровненную с внутренней поверхностью облицовки 62, и заканчивается вертикальной поверхностью 68v, которая пересекается с внутренней цилиндрической поверхностью 68i вдоль острой кромки 68s (фиг.3).
Каждый цилиндр 58 опирается на барабан своими противоположными концами, входящими в зацепление с отверстиями 52, 54 на опорах 48, 50, и аксиально зажат между соответствующей парой кольцевых пластин 70, 72, соединенных болтами с противоположными опорами барабана.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели внутренний диаметр кольцевых пластин 70, 72 немного меньше диаметра кольцевых пазов 66, и каждое режущее кольцо 68 содержит первую, большую по диаметру часть 68а, которая размещается с плотной посадкой в кольцевом пазу 66 и зажата между внутренней кромкой кольцевой пластины 70, 72 и нижней частью кольцевого паза 66, и вторую, меньшую по диаметру часть 68b, которая аксиально выступает в кольцевую пластину 70, 72 и заканчивается на уровне наружной поверхности кольца. Следовательно, при данном варианте осуществления режущие кольца аксиально зафиксированы относительно цилиндра.
Барабан 40 в рабочем состоянии соединен с приводом, как будет более подробно описано ниже, который выполнен с возможностью приведения в действие для шагового поворота барабана, так что каждая из камер 56 отжима последовательно выравнивается с загрузочным узлом, с отжимным узлом и с разгрузочным узлом.
В частности, ссылаясь на фиг.4 и 7, загрузочный узел 74 содержит две противоположные поперечные стенки 76, 78, соответственно расположенные перед противоположными опорами барабана 40, в дальнейшем в данном документе называемыми загрузочной опорой 48 (загрузочной стороной) и разгрузочной опорой 50 (разгрузочной стороной). Более конкретно, поперечные стенки 76, 78 расположены таким образом, что если одна из камер отжима временно выровнена с загрузочным узлом, то они примыкают к соответствующим противоположным открытым концам камеры. Поперечные стенки 76, 78 содержат соответственные коаксиальные отверстия 76а, 78а (фиг.7). Отверстие 76а в поперечной стенке 76 на загрузочной стороне немного меньше по диаметру, чем внутренняя поверхность камер отжима, а отверстие 78а, образованное в поперечной стенке 78 на разгрузочной стороне, по диаметру соответствует внутренней поверхности камеры отжима и закрыто крышкой 80. Крышка 80 в продольном направлении поджимает консоль 81, выполненную как одно целое с каркасом, посредством горизонтальной подпорки 81а (фиг.4).
В частности, ссылаясь на фиг.2, горизонтальный загрузочный канал 82 проходит перпендикулярно барабану 40 непосредственно впереди от поперечной стенки 76 на загрузочной стороне. Загрузочный канал 82 имеет прямоугольный профиль и заканчивается концевой стенкой 84, имеющей многоугольный профиль, со средней вертикальной частью 84v, соединенной с верхней стенкой 82а и с нижней стенкой 82b загрузочного канала 82 посредством соответствующих наклонных частей 84а, 84b. Вертикальная часть 84v и наклонные части 84а, 84b выполнены в соответствии с тремя смежными сторонами восьмигранника, выровненного с отверстием 76а в поперечной стенке 76. Загрузочный канал открыт сверху, чтобы принимать материал из бункера 86, установленного над ним. Лопатка 88, имеющая зеркальный профиль относительно концевой стенки 84, выполнена с возможностью перемещения в загрузочном канале 82 под управлением гидравлического цилиндра 90 для проталкивания материала, выгруженного из бункера 86, в конец канала рядом с концевой стенкой 84. В конце своего перемещения лопатка соединяется с концевой стенкой 84, а также с верхней стенкой 82а и нижней стенкой 82b загрузочного канала 82, образуя загрузочный туннель, имеющий восьмигранный профиль, как показано пунктирной линией 92 на фиг.2. Загрузочный поршень 94 (фиг.4 и 7), имеющий соответствующий восьмигранный профиль, выполнен с возможностью перемещения в загрузочном туннеле 92 под управлением гидравлического цилиндра 96 (фиг.1), для проталкивания материала, попавшего в туннель, в камеру отжима, выровненную с загрузочным узлом, через отверстие 76а в поперечной стенке 76.
Как показано подробно на фиг.7, отверстие 76а в поперечной стенке 76 на загрузочной стороне содержит кольцевой паз 97, в котором размещается кольцеобразный нож 98, выполненный из износостойкого материала. Кольцеобразный нож 98 выполнен с возможностью взаимодействия посредством режущего действия с режущими кольцами 68 на камерах отжима для разрубания сырого материала, поданного из загрузочного туннеля, как более подробно описано ниже.
Со ссылкой на фиг.7 и 11, поперечная стенка 78 на разгрузочной стороне частично покрыта пластиной 78b трения, в которой образовано отверстие 78с, соответствующее и выровненное с отверстием в поперечной стенке. Как показано на фиг.10, пластина 78b трения специально выполнена с таким профилем, что расстояние между ее отверстием 78с и ее наружным профилем постепенно минимизировано в участках, расположенных рядом с радиальной линией В, которая соединяет ось барабана 40 с осью отверстия 78с. Это позволяет легко удалять любые остаточные элементы, оказавшиеся между барабаном и пластиной трения, через продольный зазор, образующийся между барабаном и свободной поверхностью поперечной стенки. Таким же образом, как показано на фиг.10, поперечная стенка 76, обращенная к загрузочной опоре 48 барабана 40, также частично покрыта профилированной пластиной 76b трения, расположенной под кольцеобразным ножом 98 и имеющей ее верхний профиль, соответствующий нижнему профилю кольцеобразного ножа 98 (фиг.7).
Со ссылкой на фиг.5 и 8, отжимной узел 100 установлен на корпусе в нижнем положении относительно загрузочного узла 74. Отжимной узел 100 содержит гидроцилиндр 102, который удерживается перед загрузочной опорой 48 барабана 40, в положении, выровненном с продольной центральной плоскостью корпуса, и содержит затворный поршень 104, который смещен относительно осевого конца камеры отжима, расположенного на одной прямой перед ним. Затворный поршень 104 окружен кольцом 106 трения (фиг.8 и 10), которое прикреплено болтами 107 к передней поверхности 102а гидроцилиндра 102, с размещением между ними множества продольных втулок 108, в которые вставлены болты. Втулки 108 выполняют функцию распорок между кольцом 106 трения и упомянутой передней поверхностью 102а, так что между кольцом трения и гидроцилиндром 102 образуется продольный зазор. По аналогии с пластинами трения, используемыми в загрузочном узле, кольцо 106 трения имеет такой профиль, что расстояние между его внутренней кромкой и его наружным профилем постепенно минимизировано в участках, расположенных рядом с радиальной линией В″, которая соединяет его ось с осью барабана 40.
Пресс 110, коаксиально расположенный напротив затворного поршня 104, установлен перед разгрузочной опорой 50 и в рабочем состоянии соединен с гидравлическим цилиндром 112 для вхождения в камеру отжима, временно выровненную с отжимным узлом, через ее открытый конец на разгрузочной стороне, при этом противоположный конец закрыт затворным поршнем 104, и отжима материала в камере, тем самым обеспечивая вытекание текучей фракции через отверстия в камере.
IV
В частности, ссылаясь на фиг.6 и 9, разгрузочный узел 114 установлен на корпусе около стенки загрузочного узла 74. По аналогии с загрузочным узлом 74 разгрузочный узел 114 содержит пару противоположных поперечных стенок 116, 118, соответственно расположенных перед противоположными опорами барабана 40, которые расположены таким образом, что, если одна из камер отжима временно выровнена с разгрузочным узлом, то они примыкают к соответствующим противоположным открытым концам камеры. Поперечные стенки 116, 118 содержат соответственные коаксиальные отверстия 116а, 118а. Отверстие 116а на загрузочной стороне соответствует по диаметру внутренней поверхности камер отжима, а отверстие 118а на разгрузочной стороне немного больше по диаметру, чем внутренняя поверхность камер отжима. Вытеснительный цилиндр 120 (фиг.6) установлен коаксиально относительно упомянутых отверстий впереди по ходу от поперечной стенки 116 на загрузочной стороне. Вытеснительный цилиндр 120 содержит вытеснительный поршень 112, который выполнен с возможностью вхождения в камеру отжима, временно выровненную с разгрузочным узлом 116а, через отверстие 116а в поперечной стенке на загрузочной стороне, и выталкивания отжатого материала через противоположный открытый конец камеры, через отверстие 118а в поперечной стенке 118 на разгрузочной стороне. По аналогии с загрузочным узлом 74 поперечные стенки 116, 118 разгрузочного узла 114 частично покрыты соответствующими пластинами 116b, 118b трения, каждая из которых имеет такой профиль, что расстояние между ее отверстием 116с, 118с и ее наружным профилем постепенно минимизировано в участках, расположенных рядом с радиальной линией В′′′, B, которая соединяет ось барабана 40 с осью ее отверстия 116с, 118с.
Три узла расположены с интервалами вокруг оси А барабана 40 в соответствии с тремя камерами отжима таким образом, что если барабан повернут в соответствующие положения, одна из камер отжима выравнивается с загрузочным поршнем 94, другая камера отжима выравнивается с прессом 110, и последняя камера отжима выравнивается с разгрузочным поршнем 122.
Как упомянуто выше, барабан 40 выполнен с возможностью шагового поворота с шагами, равными 120°, посредством пары гидравлических двигателей 122, 124 (только схематично показанных на фиг.1), которые установлены на корпусе на противоположных сторонах барабана и содержат соответственные шестерни 126, 128, входящие в зацепление с коронным зубчатым колесом 130, коаксиально прикрепленным к барабану, чтобы циклически перемещать одну камеру отжима к загрузочному узлу, другую камеру к отжимному узлу и последнюю камеру к разгрузочному узлу.
Работа устройства автоматизирована посредством программируемого блока управления (не показанного), схема которого известна специалисту в данной области техники и поэтому не будет описана подробно.
Во время работы каждая камера сначала подвергается этапу загрузки. Материал в загрузочном канале 82 проталкивается лопаткой 88 к концу канала и, если лопатка находится в конце своего перемещения, он остается находящимся в загрузочном туннеле 92, образованном посредством лопатки 88, концевой стенки, образуемой частями 84а, 84b и 84v, а также верхней стенки 82а и нижней стенки 82b загрузочного канала 82 (фиг.1). Затем загрузочный поршень 94 проталкивает материал, находящийся в туннеле, в камеру отжима, выровненную с ним, через отверстие 76а в поперечной стенке 76 на загрузочной стороне (фиг.4 и 7), при этом противоположный конец камеры отжима закрыт крышкой 80. Поскольку перемещение загрузочного поршня 94 выравнивается сразу перед открытым концом камеры отжима, в камеру загружается только часть материала в туннеле, а избыточная часть остается в загрузочном туннеле.
Затем барабан 40 поворачивается на 120° таким образом, что только что загруженная камера отжима коаксиально выравнивается с прессом 110 отжимного узла 100, а другие две камеры отжима соответственно перемещаются от отжимного узла 100 к разгрузочному узлу 114 и от разгрузочного узла 114 к загрузочному узлу 74. Когда барабан поворачивается, сырой материал из загрузочного туннеля, содержащий любые твердые элементы, разрубается посредством режущего действия между острой кромкой 68s режущего кольца 68 и кольцеобразным ножом 98 (фиг.4).
Во время этапа отжима (фиг.8) пресс 110 входит в только что загруженную камеру отжима и отжимает материал таким образом, что его текучая фракция вытекает через отверстия 64 во внутренней облицовке 62 и отверстия 60 в цилиндре 58. Во время данного этапа отжима опора камеры отжима, обращенная в сторону от пресса 110, герметично закрыта затворным поршнем 104.
Затем барабан 40 снова поворачивается на 120° таким образом, что камера отжима, в которой материал только что отжат, коаксиально выравнивается с вытеснительным поршнем 122 разгрузочного узла 114, а другие две камеры отжима соответственно перемещаются от загрузочного узла 74 к отжимному узлу 100 и от разгрузочного узла 114 к загрузочному узлу 74.
Во время этапа разгрузки (фиг.9) только что отжатый материал выталкивается из камеры отжима вытеснительным поршнем 122 через отверстие 118а в поперечной стенке 118 на разгрузочной стороне.
Когда барабан поворачивается на один шаг, любые части материала, выступающие наружу из камер отжима, будут срезаны посредством сдвигающего действия между острыми кромками 86s режущих колец 68 и пластинами трения, приложенными к поперечным стенкам, или, в случае загрузочного узла, кольцеобразным ножом 98.
В частности, любые остатки материала, прилипшие к затворному поршню 104, во время обратного хода поршня будут удалены через продольный зазор, образующийся между кольцом 106 трения и передней поверхностью 102а гидроцилиндра 102.
В альтернативном варианте осуществления полезной модели, как показано на фиг.12, режущие кольца 268 аксиально не зафиксированы относительно цилиндра, а выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении в их кольцевых пазах 266. Следовательно, при данном варианте осуществления внутренний диаметр кольцевых пластин 270, 272 равен диаметру кольцевых пазов 66, а режущие кольца 268 содержат выровненную цилиндрическую наружную поверхность, которая аксиально выступает в кольцевую пластину 270, 272 и заканчивается на уровне наружной поверхности кольца.